研究人员开发了一种基于高分辨率多模态磁共振成像的人类小脑图谱，旨在更精确地描绘这一复杂大脑结构的细节。该图谱不仅细致地划分了小脑的灰质与白质，还利用亚毫米级影像技术捕捉了复杂的皮层折叠和微观组织结构。通过分析小脑内部以及小脑与大脑之间的神经连接，该研究揭示了小脑在运动协调和认知功能（如记忆和情绪）中的关键作用。相比于以往仅依赖单一成像方式的简化模型，这种新工具为探索神经发育及神经退行性疾病提供了更具解剖保真度的视角。该资源已向公众开放，有望促进学术界对小脑复杂功能组织的深入理解。

References:

• Lyu W, Wu Y, Huynh K M, et al. A multimodal submillimeter MRI atlas of the human cerebellum[J]. Scientific reports, 2024, 14(1): 5622.

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这项发表于2024年《Cell Discovery》的研究，利用单细胞多组学技术深入探讨了人类胚胎小脑的发育机制。科研团队整合了转录组学、染色质可访问性以及空间转录组数据，系统地描绘了从妊娠第13周至18周期间，小脑细胞的多样化生成与空间构建过程。研究不仅识别出具有物种特异性的基因表达模式，还发现了一类新型的菱唇神经上皮细胞群。通过分析浦肯野细胞与单极刷细胞的亚型分化，该研究揭示了调控谱系发育的关键基因调控网络。这些发现极大地提升了人类对胚胎期小脑细胞起源及结构形成的认知，为理解相关神经发育障碍提供了宝贵的数据资源。

References:

• Yang F, Zhao Z, Zhang D, et al. Single-cell multi-omics analysis of lineage development and spatial organization in the human fetal cerebellum[J]. Cell Discovery, 2024, 10(1): 22.

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这项研究介绍了一种名为 two-layer DNA seqFISH+ 的空间多组学新技术，能够同时在单细胞层面绘制 10 万个基因组位点、新生转录组以及多种亚核结构的图谱。通过对小鼠脑组织的研究，科学家发现抑制性染色质区域在不同细胞类型间表现出极高的变异性，而活性区域则相对保守。研究特别指出，RNA 聚合酶 II 聚集点与特定的细胞类型长基因密切相关，其分布规律有别于传统的核小体。此外，H4K20me3 标记的异染色质在神经元内部形成了独特的空间分布，直接驱动了染色质的径向定位和跨染色体相互作用。该成果为理解复杂组织中核内空间架构如何精准调控基因表达提供了高分辨率的全景视角。

References:

• Takei Y, Yang Y, White J, et al. Spatial multi-omics reveals cell-type-specific nuclear compartments[J]. Nature, 2025, 641(8064): 1037-1047.

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这篇文章介绍了一项关于小脑发育过程中新型神经祖细胞（NEPs）的研究。研究人员发现，虽然Nestin通常被视为多能干细胞的标志，但在小脑外部颗粒层（EGL）中存在一类表达 Nestin 的独特细胞，它们实际上是受限的颗粒神经元祖细胞。与分布在 EGL 外层且高度增殖的传统颗粒神经元前体细胞（GNPs）不同，NEPs 位于 EGL 深层且处于静止状态。实验表明，这两个群体属于互不干扰的独立谱系，且 NEPs 具有较低的 DNA 修复基因表达。这种独特的遗传特性使得 NEPs 在 Shh 信号通路异常激活时，更容易产生基因组不稳定，从而比 GNPs 更高效地诱发髓母细胞瘤。该发现揭示了小脑神经元起源的多样性，并为理解脑肿瘤的细胞起源提供了新视角。

References:

• Li P, Du F, Yuelling L W, et al. A population of Nestin-expressing progenitors in the cerebellum exhibits increased tumorigenicity[J]. Nature neuroscience, 2013, 16(12): 1737-1744.

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研究人员通过分析大型多模态数据集，揭示了人类小脑在结构与功能发育中存在一套多维梯度机制。研究发现，成年小脑的组织微结构（如髓鞘含量）呈现出一种从前部感觉区到后部关联区的S形梯度，且这一静态特征精确映射了儿童时期的发育生长率。通过定量磁共振成像（qMRI）和质谱蛋白组学分析，证实了不同小脑小叶之间存在独特的蛋白质与脂质密度差异。此外，小脑的功能活动动态（低频振荡）也随着结构发育同步变化，且后部关联区域表现出更高的遗传力与更显著的生长。该研究打破了小脑结构单一的传统认知，证明其发育过程具有高度的异质性。这些发现为理解自闭症等发育障碍提供了关键的生物标志物，深化了对脑部认知演化的认识。

References:

• Liu X, d’Oleire Uquillas F, Viaene A N, et al. A multifaceted gradient in human cerebellum of structural and functional development[J]. Nature neuroscience, 2022, 25(9): 1129-1133.

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这项研究利用多领域任务电池（MDTB）对人类小脑的功能结构进行了全面测绘，挑战了传统的解剖学划分方法。通过对受试者进行数十种涉及运动、认知和社会情感任务的磁共振扫描，研究者发现小脑并非仅负责运动控制，而是存在离散的功能分区。实验结果证明，传统的叶状结构边界并不能准确反映功能差异，而新提出的功能分区模型在预测未知任务的表现上优于现有的静息态模型。研究进一步利用认知图谱对这些区域进行了定义，揭示了小脑在注意力、语言和心理推理等高级功能中的关键作用。此外，尽管群体层面存在共性，但个体化分区在捕捉空间细节方面表现出更高的精确度。该研究为未来神经科学探索小脑在健康与疾病中的作用提供了重要的功能图谱工具。

References:

• King M, Hernandez-Castillo C R, Poldrack R A, et al. Functional boundaries in the human cerebellum revealed by a multi-domain task battery[J]. Nature neuroscience, 2019, 22(8): 1371-1378.

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这项研究通过对275名婴幼儿进行的1000多次功能磁共振扫描，深入探讨了人类小脑从出生到五岁的功能发育过程。研究结果揭示，小脑与大脑皮层高级网络之间的连接在出生时便已建立，并随着年龄增长而持续增强。功能地形图显示，小脑的组织模式从婴儿期的弥散状态逐渐向类似于成人的精细化和局域化转变。此外，研究还发现了小脑发育中的左右脑偏侧化特征，以及女性在某些高级功能连接上早于男性的性别差异。这些发现为理解早期认知和运动能力的发展提供了重要参考，也为研究自闭症等神经发育障碍奠定了基础。

References:

• Lyu W, Thung K H, Huynh K M, et al. Functional development of the human cerebellum from birth to age five[J]. Nature Communications, 2025, 16(1): 6350.

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这项研究探讨了小脑在儿童早期心理理论（ToM）能力发展中的关键作用。通过对比3至12岁儿童与成年人的功能磁共振成像数据，研究者发现成功通过误念测试的儿童在观看电影任务时，其小脑特定区域（如Crus I-II）表现出与成人类似的激活。研究进一步揭示了脑功能连接的重组：随着认知能力的成熟，大脑与小脑之间的信息交换从早期的上行连接（小脑指向大脑）转变为成年后的下行连接。这种转变表明，小脑在生命初期可能负责构建社交模型，而成熟后则转向辅助这些模型的流利运用。总之，这些发现强调了小脑发育异常可能导致长期社交认知障碍的原因。

References:

• Manoli A, Van Overwalle F, Grosse Wiesmann C, et al. Functional recruitment and connectivity of the cerebellum is associated with the emergence of Theory of Mind in early childhood[J]. Nature communications, 2025, 16(1): 5273.

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这份发表于2025年的研究利用 MERFISH 空间转录组技术，构建了小鼠大脑从胚胎晚期到成年阶段的补体系统空间图谱。研究发现，绝大多数补体基因在脑内具有高度的细胞与空间异质性，其表达模式随发育进程动态调整。实验证实，大脑通过维持极低的关键蛋白酶表达来严格调控补体活性，以防稳态下的免疫损伤。研究重点揭示了替代途径激活因子 Masp3 在未成熟大脑中的高表达，并证明其缺失会导致小鼠出现空间工作记忆缺陷及皮层神经元分布异常。这些成果表明，除已知的经典途径外，替代途径在大脑发育与功能成熟中也发挥着不可或缺的作用。

References:

• Zhang Y, Watson B, Rattan A, et al. A spatial atlas of the complement system uncovers unique expression patterns in postnatal brain development in mice[J]. Nature Communications, 2025.

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该研究对病灶网络映射 (LNM) 这一神经科学方法的有效性进行了深入评估，旨在揭示大脑受损区域与精神疾病症状之间的联系。作者通过数学推导指出，该方法在本质上是将病灶数据与标准连通性矩阵进行线性乘法运算。研究发现，当分析涉及多个异质性病灶时，生成的映射图往往会趋同于输入矩阵的固有特性，而非反映特定疾病的独有特征。这意味着许多已发表的科学发现可能只是反映了大脑网络的通用的组织结构，而非特定病症的因果电路。因此，作者呼吁在使用此类统计模型识别神经和精神疾病的临床目标时应保持谨慎。该文章由来自荷兰及多国研究机构的专家共同完成，并发表于 2025 年的《自然·神经科学》杂志。

References:

• van den Heuvel M P, Libedinsky I, Quiroz Monnens S, et al. Investigating the methodological foundation of lesion network mapping[J]. Nature Neuroscience, 2026: 1-11.

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