在大科學(xué)項目清單中重點強調(diào)的一個項目，就是找到人類大腦的“布線圖”，這個包含有上千億個神經(jīng)細胞，百萬億個神經(jīng)連接的大型網(wǎng)絡(luò)，調(diào)控著我們機體的各種動作，各個決策，以及喜怒哀樂。要了解這個神奇的大腦網(wǎng)絡(luò)，第一步，我們需要完成完整小鼠大腦的圖譜。

來自冷泉港實驗室的研究人員完成并公布了小鼠大腦環(huán)路的詳細細節(jié)，這第一批數(shù)據(jù)包含有500 terabytes，這個稱為小鼠大腦結(jié)構(gòu)工程（Mouse Brain Architecture Project，MBA）的項目計劃描述嚙齒類動物大腦整個分布情況，這是首個脊椎動物大腦環(huán)路圖譜。

“目前關(guān)于大腦環(huán)路的信息并不完整”，美國國家藥物濫用研究所遺傳學(xué)與分子神經(jīng)生物學(xué)專家Jonathan Pollock 說，“缺乏神經(jīng)環(huán)路的信息，使得科學(xué)團隊認識到需要構(gòu)建關(guān)于大腦微觀，中觀和宏觀尺度的圖譜。”

MBA項目填補一些研究的空白，比如美國國立衛(wèi)生研究院的人類連接組項目（Human Connectome Project），以及ALLEN Brain Connectivity Atlas。前者計劃在人類大腦功能的基礎(chǔ)，分享有關(guān)人類大腦的結(jié)構(gòu)和功能連接的數(shù)據(jù)映射神經(jīng)通路，這一項目將使我們理解是什么使我們?nèi)祟惸軇?chuàng)造出重大進展，并會為未來在許多神經(jīng)和精神疾病的異常腦回路研究建立一個新階段。

而后者則是由Paul G. Allen和Jody Allen Patton共同投資興建的非盈利性質(zhì)的醫(yī)療機構(gòu)——腦科學(xué)Allen研究院進行的關(guān)于大腦連接的一項整體分析。

Pollock教授表示，由于小鼠一直以來都是人類遺傳學(xué)的一個重要模型，對于我們了解在一些疾病，比如阿爾茲海默，自閉癥，神經(jīng)分裂等方面提供了許多幫助。近年來科學(xué)家們聚焦于哺乳動物大腦，通過電子顯微等技術(shù)，分析個體突觸，神經(jīng)元之間連接點等。但是這些方法對于分析整個小鼠大腦來說，并不實用。

冷泉港實驗室的研究人員采用4個注入示蹤劑來追蹤大腦環(huán)路，其中兩個是“經(jīng)典”的示蹤劑——霍亂毒素亞單位（choleratoxin subunit B），以及雙向神經(jīng)示蹤劑（biotinylated dextran amines），還有兩個是病毒示蹤劑：腺病毒群（adeno-associated virus），和經(jīng)修改的狂犬病毒。

這項研究獲得了小鼠大腦切片的高清晰度圖像，每張圖像大約都有十億像素。每個大腦大約有500張圖片，每張圖片拍攝的是20微米厚度的大腦組織光學(xué)成像結(jié)果。

除此之外，研究人員還在其中添加了公開的一些數(shù)據(jù)，神經(jīng)科學(xué)家能通過http://mouse.brainarchitecture.org 獲取所有信息。這一網(wǎng)站采用的是“虛擬顯微”，來觀察大腦內(nèi)部，可以放大，顯示個體神經(jīng)元，以及神經(jīng)過程。研究人員可以采用不同的分辨率顯示器查看圖像。

領(lǐng)導(dǎo)這一項目的生物物理學(xué)家Partha Mitra表示，將與大家共享這些數(shù)據(jù)，除此之外，其研究組還準備了一個教程，幫助一些不是這一領(lǐng)域的研究人員利用這一網(wǎng)站的資源。

在大腦作圖方面，2010年中國的科學(xué)家也獲得了突出的成果：研制了顯微光學(xué)切片層析成像系統(tǒng)，從而能獲得了小鼠全腦高分辨率圖譜。這一研究成果公布在Science雜志上。

研究人員利用顯微光學(xué)切片層析成像系統(tǒng)，對制備好的鼠腦為樣本，全自動連續(xù)242小時進行了數(shù)據(jù)采集，共獲得15380層像素分辨率為0.3×0.3微米的冠狀斷面圖像。同時，科研組利用高定位精度的三維移動平臺，及在切片中采用對先采取到的信息進行驗證分析的方法，對圖像準確定位和預(yù)處理，實現(xiàn)了突起水平的小鼠全腦結(jié)構(gòu)成像，獲得了一套來自同一只老鼠的全腦組織切片圖譜。這種介觀水平的小鼠全腦神經(jīng)解剖圖譜，為數(shù)字化鼠腦結(jié)構(gòu)和腦功能仿真研究提供了重要的基礎(chǔ)性實驗數(shù)據(jù)參考。