东南大学脑科学与智能技术研究院脑科学大数据库助力全脑神经元连接分型新资源

（通讯员 陈鑫 汪隶鋆 员之曦）近日，东南大学脑科学与智能技术研究院联合复旦大学脑智研究院新基石科学实验室等多个科研团队，建立了以连接特征刻画细胞亚型的新分型框架c-type并研发了面向全脑神经元信息学的开放、标准与智能化数据平台NeuroXiv.Org。两篇文章先后以《基于单神经元连接性的鼠脑细胞类型与亚型分类》（Connectivity of single neurons classifies cell subtypes in mouse brains） 和《NeuroXiv：AI赋能的全脑神经元形态学开放数据库与动态智能探索》（NeuroXiv: AI-powered open databasing and dynamic mining of brain-wide neuron morphometry）为题发表在方法学顶刊《Nature Methods》上。

首个定量、精确的全脑神经元连接分型标准和方法（c-type）

神经元分型是近年来国际前沿研究领域，这类研究能够将形态、分子和功能特征不同的神经元系统化归类，从而揭示神经系统的结构与功能组织规律。通过精确的分型，研究者不仅可以构建更加完整和精细的脑连接图谱，还能探索特定神经元类型与感知、运动、认知等功能之间的关系，为解析大脑工作原理和研发针对性的神经疾病诊疗策略提供重要基础支撑。

近年来，东南大学脑科学与智能技术研究院在神经元分型领域取得一系列突破进展。2021年连续主导和合作发表4篇《Nature》论文，产生了行业内当时最大的神经元完整三维结构并应用于多项神经环路解析的工作中。这些工作重点对神经元的结构进行了新刻画，为揭示神经系统的组织规律与功能机制奠定了重要基础。2025年，团队在《Nature Methods》上发表的文章中，首次精确、定量定义了神经元之间的连接性，并进一步发现了大量的神经元亚型c-type，揭示了连接性在单细胞水平上表征大脑解剖结构模块性及细胞亚型方面的重要性，补充了传统的基于形态学、转录组和电生理的神经元分类方法，为行业提供了宝贵的新技术和新数据资源。

精确定义神经元连接性并用于分析和发现神经元新亚型

NeuroXiv.Org —— 全球首个脑科学“三角形”大数据库，聚焦脑科学领域首个大型、开放、智能、可扩展的单细胞精度数据平台

NeuroXiv（neuroxiv.org）包含三个关键元素，即“标准化的神经元大数据、开放式数据挖掘AI引擎、开源可扩展数据库”，是全球首个脑科学“三角形”大数据库。它集成了搜索、可视化和分析工具，利用先进的大语言模型（LLM）进行直观的查询并生成数据挖掘报告，AI挖掘引擎（AIPOM）使用混合专家（MoE）框架和客户端部署来优化性能，为神经科学领域的神经元数据重用创建了一个开放、可扩展且高效的平台。

AI赋能的脑科学大数据三角形

神经元连接类型c-type和NeuroXiv的关系

这两项工作均是东南大学脑科学与技术研究院和多家单位的合作成果。NeuroXiv为c-type的构建提供统一的数据与坐标锚点；c-type则为平台数据的亚型比较与差异描述提供新的特征维度。二者结合，有助于在大规模数据上开展更可复核的分型与对比研究，加速从结构表型到功能机制的证据链构建。

两项成果进一步拓展了该研究组在2024年末于《Nature Communications》发表的首个小鼠全脑跨尺度分析：《全脑多尺度神经元形态多样性与保守性分析》（Neuronal diversity and stereotypy at multiple scales through whole brain morphometry）；于《Nature Methods》发表的神经元协同重建平台CAR：《协作增强重建平台用于重建鼠脑和人脑神经元三维形态》（Collaborative augmented reconstruction of 3D neuron morphology in mouse and human brains），以及2021年在《Nature》发表的神经元形态多样性研究：《分子定义细胞类型中单个神经元的形态多样性》（Morphological diversity of single neurons in molecularly defined cell types）。同时，c-type工作进一步得到了《Nature Neuroscience》的研究亮点报道：《神经元亚型研究是一场长程游戏》（Neuron subtypes play the long game）。

供稿：生物科学与医学工程学院

（责任编辑：周子琪 审核：李小男）