报告主题：全脑神经联接图谱——剖析大脑工作原理的基石

报告人：杜久林 研究员

报告摘要：人类大脑含有数百种不同类型、总数达近千亿个（10¹¹）的神经元，神经信号经由神经元间的突触联接（总数约10¹⁴）所形成的神经环路进行接受、传递和处理。脑功能涉及大脑多个脑区、多个核团和多种类型神经元群体之间的协作。因此，在全脑尺度上、在细胞甚至突触分辨率水平上解析神经联接的结构，是揭示脑工作原理的关键途径。大脑是上亿年演化的结晶，其复杂而有序的精巧组织结构是动物适应和改造自然的优化产物，蕴含着必然的合理性、先进性和不可替代性。因此，揭示其组织规律和功能机制，不仅是理解大脑奥秘的必由之路，也将为发展类脑智能算法与系统、突破冯·偌依曼构架提供策略和思路。当前，脑科学研究处于关键的历史拐点，正从聚焦于研究局部脑区推进到在全脑尺度上探索神经系统结构的设计原理和神经信息的处理机制。在基因 - 信号通路 - 神经元形态与功能 - 神经环路等多个层次上，脊椎动物大脑的结构与功能具有高度的保守性，因此可以通过研究结构上简单的脑来剖析人类大脑的基本工作原理。斑马鱼是目前可以从全脑尺度上解读脑工作原理的模式脊椎动物，其大脑相对小而简单（体积约0.1立方毫米）、且又具有相当的复杂度（共含约10⁵个神经元和10⁸个突触联接）。目前已可实现从宏观（脑区分辨率）、介观（细胞分辨率）、亦或微观（突触分辨率）层面上，在全脑尺度上对斑马鱼大脑的结构和功能进行全面而系统的解析。

报告人简介：杜久林研究员现为中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（原神经科学研究所）副主任（主持工作）、神经科学国家重点实验室主任、上海脑科学与类脑研究中心副主任。本科毕业于中国科技大学，博士毕业于中科院上海生理研究所，曾先后在东京大学、复旦大学、UC Berkeley学习和工作过。其研究团队以斑马鱼为脊椎模式动物，发展多项国际领先的研究技术，创建“既见森林（全脑）、又见树木（神经元）、甚或树叶（突触）”的研究体系，在细胞和突触水平上解析全脑神经联接图谱；并从突触-神经元-神经环路-行为的研究策略出发，以视觉系统为切入点，在全脑尺度上研究感觉-运动的神经机制以及神经调质系统的功能，阐明动物适应性行为产生的神经机制；研究成果和创建的方法体系处于国际领先水平。曾获中国神经科学学会首届CST杰出神经科学家奖和张香桐神经科学青年科学家奖、上海市自然科学牡丹奖、上海市自然科学一等奖等。