近日，西北工业大学自动化学院韩军伟教授团队在国际著名期刊《自然•通讯》（Nature Communications）在线发表了题为“Diverse and Asymmetric Patterns of Single-Neuron Projectome in Regulating Interhemispheric Connectivity”的研究论文。
西北工业大学自动化学院博士费瑶与中国科学院脑科学智能卓越创新中心博士吴启航为论文共同第一作者，西北工业大学自动化学院赵世杰副研究员、韩军伟教授和中国科学院脑科学智能卓越创新中心刘赐融研究员为共同通讯作者。
大脑半球间的连接是实现高级认知与行为调控的关键。因此，深入理解半球间连接的组织结构及其与功能之间的关联对于理解正常脑功能和各种疾病至关重要。然而，过去的研究大多从宏观层面探讨区域间连接，难以细致描绘特定层和细胞的连接模式，且往往局限于单一模态数据，未能全面揭示半球间连接的复杂性。
为了突破这些局限性，研究团队利用公开的Allen bulk示踪数据和单神经元示踪数据，创新性地探索了小鼠在群体水平及单细胞水平下特定区域、特定层和特定细胞的跨半脑结构连接模式。相比群体水平只能得到两种双侧投射模式，单神经元数据确定了五种双侧投射模式，进一步揭示了结构连接的复杂性。同时，研究团队在单神经元结构连接数据中定义了投射的“异质性”的概念，实现了对连接模式复杂性的量化。最后，研究通过多脑区神经元网络的动力学模拟和小鼠背侧皮层的宽场钙成像数据验证了异质性这一神经网络的结构属性对于神经活动存在重要影响，即半球间的异源投射表现出功能连接强度较低但条件稳定性较高的特点。
近年来，西北工业大学脑与人工智能实验室围绕脑认知与智能计算等领域开展了大量前沿研究工作，目前已在PNAS、Nature Communications、IEEE TPAMI、CVPR等领域顶级期刊和会议发表论文50余篇，团队多位成员连续入选科睿唯安全球高被引科学家，获得多项省部级科技奖励。该工作为其团队近期的代表性成果之一。
撰稿：赵世杰；审核：王小旭
