新发现

新算法可模拟人脑整体神经电路

日本理化学研究所日前宣布，他们的一个国际联合研究小组成功开发出模拟人脑整体神经电路的算法，可在下一代超级计算机上应用。新算法不仅节省内存，也能大幅提高现有超级计算机上的脑模拟速度。

神经细胞是可发出电信号进行信息交换的特殊细胞，人类大脑中约为160亿个，小脑中约为690亿个，整个人脑约有860亿个神经细胞。神经细胞通过突触连接形成复杂的网络，但目前，即使利用最先进的超级计算机也无法模拟人脑整体规模的神经细胞电信号交换。

为了模拟大脑，需要预先创建神经细胞和突触虚拟内存。在模拟中，所有神经细胞的电信号被发送到每个计算节点，并判断哪个电信号应该被递送到哪个神经细胞。在可模拟的大脑范围，这种方法利用目前的超级计算机效率较高。

迄今为止，超级计算机“京”已被用于帕金森氏病的脑病理学模拟。今后将通过下一代超级计算机“后京”模拟整个人脑神经电路，以期阐明运动控制及思维的信息处理机制。

表明我国在大动物模型的研究中已走在世界前列，将极大地推动我国生物医药产业的创新发展。

世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪在中国诞生

近日，国际权威学术期刊《细胞》在线发表生物学领域的一项重大成果：以广东科学家领衔的国际研究团队历时四年，首次利用基因编辑技术（CRISPR/Cas9）和体细胞核移植技术，成功培育出世界首例亨廷顿舞蹈病基因敲入猪，精准地模拟出人类神经退行性疾病。

该成果由暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院教授李晓江团队、中科院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学团队、美国埃默里大学教授李世华团队等多个研究团队共同完成。

“近年来，我国在基因编辑猴和克隆猴的研究中相继取得突破性成果。”中科院院士裴钢教授在得知该成果发表后指出，此次我国科学家在猪的疾病模型研究中又取得重大进展，表明我国在大动物模型的研究中已走在世界前列，将极大地推动我国生物医药产业的创新发展。

据悉，李晓江和李世华曾在2008年与美国埃默里大学合作者成功地建立了世界首例转基因亨廷顿舞蹈病的猴模型，2010年，他们又与赖良学合作建立了首例转基因亨廷顿舞蹈病的猪模型。为了建立更能准确模拟神经退行性疾病的动物模型，2013年两个团队再度合作，尝试将人突变的亨廷顿基因插入到猪的内源性亨廷顿基因的表达框中。

经过4年的努力，科研人员利用基因编辑（CRISPR/Cas9）技术，精准地将人突变的亨廷顿基因，精确地插入猪的HTT内源性基因中，并通过体细胞核移植技术，成功培育出亨廷顿舞蹈病的基因敲入猪模型，在国际上首次建立了与神经退行性病人突变基因相似的大动物模型。

研究表明，该模型不但能够模拟亨廷顿疾病患者在大脑纹状体的中型棘突神经元选择性死亡的典型病理特征，而且在行为表型上也能表现出类似亨廷顿疾病的“舞蹈样”行为异常。更重要的是，这些病理特征及异常行为都可以稳定地遗传给后代。