艾伦脑科学研究所通过对“艾伦人脑图谱库”的大规模深入分析发现，虽然人类群体中存在各种不同的人格，也有着各种认知天才，但人脑却有着更多的相似性而非不同，不同的人脑有着一致的基因设计蓝图，并拥有极为复杂的生化功能。相关论文发表在最近出版的《自然》杂志上。
艾伦脑科学研究所提供的艾伦人脑图谱
这一结果基于对“艾伦人脑图谱库”的广泛分析，尤其是对全部基因的详细分析，以及整个大脑基因的全结构调查分析。迄今为止，该数据库通过微阵列技术，描述了人脑每个半球400—500个不同的脑区，涵盖3个不同人脑的1亿多个基因表达。其他研究数据还显示，全部基因的84%被表达在大脑中，并且不同大脑的表达方式在本质上也都类似。
进一步分析设计图的相同之处，可揭示出更多的关键发现：
——不同个体之间，脑皮质周边区域比更远的脑区有着更高的生化相似性。这一发现有助于理解人脑在整个生命期间及在整个进化中的发展。
——左右半球在分子结构上并无明显差异。这表明通常由大脑一边来操纵的如语言之类的功能，可能是由两半球间更细微的差异造成。
——尽管皮层区控制着多样性功能，但皮层的一致性远高于其他脑区。这表明整个皮层所用的基本功能要素是相同的，理解一个脑区的详细工作原理，也将揭开适用于其他脑区的基本原理。
——研究还从分子水平进一步揭示了脑内部的详细工作原理，而这是开展疾病研究和药物治疗的层次。
——许多以前未描述过的基因在特定的脑区被打开，而且局限在已知的功能基因群中。这表明它们在特定脑功能中发挥着作用。
——突触联合基因在整个大脑复杂的排列组合中起作用。这解释了突触类型为何丰富多样，以及它们为何存在显著的脑区差异，可能是为了支持不同脑区的不同功能。
论文合著者、爱丁堡大学分子神经科学教授塞思·格兰特说：“看到人脑中的突触种类的数量如此巨大，我们相当吃惊。突触基因变异与大量的脑紊乱疾病有关，因此理解突触多样性及其在脑中的组织结构是理解这些疾病，开发出对治特效药的关键。”
论文领导作者之一、艾伦脑科学院副研究员埃德·莱恩表示，该研究显示了整体分析全脑基因表达的意义，这对人们理解大脑的功能、发展、进化和疾病具有重大影响。
关于艾伦脑科学研究所及艾伦人脑图谱
2002年，微软公司的共同创始人之一保罗·艾伦出资一亿美元成立了脑科学研究所，并着手进行大脑基因谱图的绘制工作。2006年，该研究所公布了实验鼠的大脑基因图谱，为开启人类大脑之谜迈出了重要一步。
艾伦脑科学研究所坐落于华盛顿州西雅图市，是一个独立的非营利性医疗研究机构，致力于加快推进“人类大脑是如何工作”的科学研究。研究所设备齐全，包括首演替补实验室，定制设计的机器人系统和强大的计算基础设施。艾伦脑科学研究所是微软公司的共同创始人之一保罗·艾伦于2002年出资一亿美元成立。2006年，该研究所公布了实验鼠的大脑基因图谱，为开启人类大脑之谜迈出了重要一步。
2011年，艾伦脑科学研究所绘制出了两个至当时为止最完整的人脑基因图谱，科学家将相关数据编制成一个名为“艾伦人脑图谱”的数据库，该图谱除了显著标识出人类基因图谱中的每个基因在大脑的何处表达之外，还涵盖了大脑核磁共振成像（MRI）和磁共振弥散张量成像（DTI）提供的数据，供公众自由免费访问。这些数据显示，人脑之间的相似度高达94%，至少82%的人类基因都会在大脑中表达。
与高性能、多功能的全球定位系统（GPS）一样，艾伦人脑图谱确定了人脑中的1000个解剖点，指明了每个点上特定的基因表达和基本的生物化学特性。科学家能借用艾伦人脑图谱探测人脑，厘清人脑遭受的疾病和损伤（包括生理损伤和精神健康疾病）对大脑特定区域的影响。科学家有望借此准确定位出某种特定的药物应作用于大脑的哪个区域并最终更好地控制很多疗法的治疗结果。
艾伦人脑图谱为神经科学研究提供了重要的数据支撑。科学家表示，该图谱提供的数据将被广泛用于与帕金森症、精神分裂症、多发性硬化症甚至肥胖等与神经障碍和认知功能有关的疾病的研究，以及探究健康的大脑如何工作。
艾伦脑科学研究所及艾伦人脑图谱访问地址：https://www.brain-map.org/
An anatomically comprehensive atlas of the adult human brain transcriptome
Michael J. Hawrylycz, Ed S. Lein, Angela L. Guillozet-Bongaarts, Elaine H. Shen, Lydia Ng, Jeremy A. Miller, Louie N. van de Lagemaat, Kimberly A. Smith, Amanda Ebbert, Zackery L. Riley, Chris Abajian, Christian F. Beckmann, Amy Bernard, Darren Bertagnolli, Andrew F. Boe, Preston M. Cartagena, M. Mallar Chakravarty, Mike Chapin, Jimmy Chong, Rachel A. Dalley, Barry David Daly, Chinh Dang, Suvro Datta, Nick Dee, Tim A. Dolbeare, Vance Faber, David Feng, David R. Fowler, Jeff Goldy, Benjamin W. Gregor, Zeb Haradon, David R. Haynor, John G. Hohmann, Steve Horvath, Robert E. Howard, Andreas Jeromin, Jayson M. Jochim, Marty Kinnunen, Christopher Lau, Evan T. Lazarz, Changkyu Lee, Tracy A. Lemon, Ling Li, Yang Li, John A. Morris, Caroline C. Overly, Patrick D. Parker, Sheana E. Parry, Melissa Reding, Joshua J. Royall, Jay Schulkin, Pedro Adolfo Sequeira, Clifford R. Slaughterbeck, Simon C. Smith, Andy J. Sodt, Susan M. Sunkin, Beryl E. Swanson, Marquis P. Vawter, Derric Williams, Paul Wohnoutka, H. Ronald Zielke, Daniel H. Geschwind, Patrick R. Hof, Stephen M. Smith, Christof Koch, Seth G. N. Grant & Allan R. Jones
Neuroanatomically precise, genome-wide maps of transcript distributions are critical resources to complement genomic sequence data and to correlate functional and genetic brain architecture. Here we describe the generation and analysis of a transcriptional atlas of the adult human brain, comprising extensive histological analysis and comprehensive microarray profiling of ~900 neuroanatomically precise subdivisions in two individuals. Transcriptional regulation varies enormously by anatomical location, with different regions and their constituent cell types displaying robust molecular signatures that are highly conserved between individuals. Analysis of differential gene expression and gene co-expression relationships demonstrates that brain-wide variation strongly reflects the distributions of major cell classes such as neurons, oligodendrocytes, astrocytes and microglia. Local neighbourhood relationships between fine anatomical subdivisions are associated with discrete neuronal subtypes and genes involved with synaptic transmission. The neocortex displays a relatively homogeneous transcriptional pattern, but with distinct features associated selectively with primary sensorimotor cortices and with enriched frontal lobe expression. Notably, the spatial topography of the neocortex is strongly reflected in its molecular topography—the closer two cortical regions, the more similar their transcriptomes. This freely accessible online data resource forms a high-resolution transcriptional baseline for neurogenetic studies of normal and abnormal human brain function.
文献链接：An anatomically comprehensive atlas of the adult human brain transcriptome
