为了促进北京大学IDG麦戈文脑科学研究所各实验室之间的学术交流，加强跨学科研究深度合作，每月例行的PI交流会如期举行。11月24日，北京大学IDG麦戈文脑科学研究所、心理与认知科学学院王征研究员，从脑空间信息学、基因组学和行为学三个方向，分享了如何开展猴—人跨物种转化研究的科研历程，并同与会PI深入进行探讨交流。

　　PI交流会现场

　　为了实现重大神经、精神疾病精准诊治的最终目标，高精度脑图谱、影像学技术、灵长类模型资源平台等是当下各国脑科学长期规划中的重点优先发展内容。借助于进化上与人类接近的非人灵长类动物，不仅可以供筛选脑疾病药物，也有助于探索和研发新一代的生理、物理治疗手段，包括侵入或非侵入性的声、光、电、磁等神经调控技术以及脑机接口等智能技术。但是，究竟如何将猕猴模型上的研究成果转化应用于临床诊疗，目前并没有可参考的路线图。

　　王征介绍了实验室率先利用磁共振成像技术对多个转基因猴模型展开病理环路的相关研究（J Neurosci, 2020; Cell Discovery, 2021），他创新性提出跨物种的机器学习计算模型，利用猴—人在物种进化上功能相对保守的脑图谱特征，来提升临床精神疾病患者的影像学诊断。他指出，脑图谱网络模型中有两个基本组成单元：节点（脑区）、边（脑区间的功能连接），其原始创新的思想在于利用节点来构筑跨物种的分类器特征，将猕猴脑图谱中学习到核心脑区映射到精神疾病患者的脑功能连接图谱数据中，指导构建用于个体预测的脑功能图谱特征集合，利用稀疏逻辑回归分类器对人类被试进行个体化诊断预测（Am J Psychiatry, 2021）。

　　随后，王征介绍了实验室在灵长类转录组学方向进行的初步探索。经过多年的数据积累，王征实验室在162只健康食蟹猴上采集了高分辨的磁共振影像数据，制作了食蟹猴脑图谱并同时建立了标准化模型（Cereb Cortex, 2021）。同时，据此标准脑图谱的脑区划分，采集了全脑111个区域共878个组织样品，进行了转录组测序。此数据集可与美国艾伦脑科学研究所人脑的多个脑区基因表达图谱进行对应比较（如下图所示），为下一步开展全脑空间解析的基因表达模式、生物过程及细胞组织类型等微观表征研究提供了必需的源头数据，也为精神疾病的遗传学研究奠定参考基础。

　　髓鞘化相关的基因UGT8在猕猴和人类大脑的表达谱（王征实验室，未发表结果）

　　王征指出，鉴于猕猴繁殖周期长、行为训练耗时耗力、专业技术门槛高及价格昂贵等诸多因素掣肘，建立单一猕猴疾病模型就需要大量的经费支撑，且实验周期常耗时多达数年。如此费尽周折，最终能得到具有相关行为表型的模型个体寥寥无几，一般仅为个位数。如此小的样本数量极大挑战了运用行为学、影像学等技术手段对模型展开后续的研究。尽管非人灵长类的大脑在结构、功能活动等多方面与人类高度相似，但寻找隐藏在猕猴和人类行为背后的大脑环路映射规律，这方面的实验数据迄今非常少。王征实验室尝试构建灵长类统一的计算模型进行个体化分析，对在同一心理物理范式下获得猕猴和人类被试行为学数据，抽提出关键的隐含变量表征灵长类的特定行为表型，并结合磁共振影像技术解析与隐含变量相关的环路机制，比较灵长类物种进化在高等认知功能上的保守与差异之处。

　　研讨会上，线上线下参会PI围绕如何建立猕猴模型帮助临床疾病的诊断与治疗，展开热烈讨论，相互交流在动物实验中遇到的问题及研究心得，碰撞出了深邃的思维火花，期待规划后续实验深入探究。其中，关于灵长类大脑环路研究相关的前沿技术一直是讨论的热点。大家期待更多样、更成熟、更便捷的灵长类疾病模型，可供临床脑疾病研究使用。王征认为，发展疾病动物模型研究不仅仅停留在效度评价层面（a valid model），包括表面效度（face-validity）, 建构效度（construct-validity）和预测效度（predictive validity）, 同时应该向前迈进到价值评估层面（a valued model），是否能帮助人类疾病的临床诊断，是否能帮助临床治疗。此外，未来脑空间信息学的前沿研究很大程度取决于先进的脑科学技术发展。比如，灵敏的分子标记技术、神经网络信号记录技术、介观环路神经调控技术、高生态效度功能成像技术等都值得期待，这些技术将强力助推脑科学计划的展开与实施。