中国战略新兴产业
27964 2025-03-28
从记忆储存到视觉解析，从调节情绪到思维运转，大脑的每项功能都需要能量供给，这些能量由名为线粒体的细胞器产生。美国哥伦比亚大学和法国波尔多大学科学家在26日出版的《自然》杂志发文称，他们绘制出了首张人脑能量分布图MitoBrainMap。这项突破性进展对探究阿尔茨海默病等神经退行性疾病和抑郁症等精神疾病的起源，以及开发新疗法具有重要意义。
为绘制出这张图谱，研究团队首先将一块冷冻人脑切片分割成703个3×3×3毫米的立方体（与一粒沙子的大小相当）。随后，他们利用生物化学和分子技术，确定了703个样本中每个样本的线粒体密度，以及一些样本内线粒体的产能效率，从而得到了整块大脑切片的线粒体图谱。最后，他们利用计算机建模，将局部数据外推至全脑范围，最终绘制出了这张图谱。
研究显示，人脑内的线粒体不仅因细胞类型而异，还因大脑区域而异。例如，尽管白质和灰质都是大脑的核心组成部分，但灰质的线粒体比白质多50%以上，且灰质线粒体的产能效率也高于白质。此外，将人类与其他物种区分开来的较新大脑区域不仅包含更多线粒体，且这些线粒体的能量生产效率更高。
越来越多的研究表明，在某些精神疾病和与年龄相关脑部疾病发病初期，大脑内的线粒体会发生变化。最新数据将使科学家能够更详细地研究脆弱大脑区域的线粒体变化。
研究团队表示，要充分了解大脑内部和大脑之间线粒体的多样性，仍需开展更多研究。他们正在绘制500个人脑的9个区域，这将使他们能够比较健康人群以及神经、精神和神经退行性疾病患者大脑的线粒体分布情况，最终改变脑部疾病的早期诊断方式。
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