科技日報記者 劉霞
從記憶儲存到視覺解析，從調節情緒到思維運轉，大腦的每項功能都需要能量供給，這些能量由名為線粒體的細胞器產生。美國哥倫比亞大學和法國波爾多大學科學家在26日出版的《自然》雜志發文稱，他們繪制出了首張人腦能量分布圖MitoBrainMap。這項突破性進展對探究阿爾茨海默病等神經退行性疾病和抑郁癥等精神疾病的起源，以及開發新療法具有重要意義。
為繪制出這張圖譜，研究團隊首先將一塊冷凍人腦切片分割成703個3×3×3毫米的立方體（與一粒沙子的大小相當）。隨后，他們利用生物化學和分子技術，確定了703個樣本中每個樣本的線粒體密度，以及一些樣本內線粒體的產能效率，從而得到了整塊大腦切片的線粒體圖譜。最后，他們利用計算機建模，將局部數據外推至全腦范圍，最終繪制出了這張圖譜。
研究顯示，人腦內的線粒體不僅因細胞類型而異，還因大腦區域而異。例如，盡管白質和灰質都是大腦的核心組成部分，但灰質的線粒體比白質多50%以上，且灰質線粒體的產能效率也高于白質。此外，將人類與其他物種區分開來的較新大腦區域不僅包含更多線粒體，且這些線粒體的能量生產效率更高。
越來越多的研究表明，在某些精神疾病和與年齡相關腦部疾病發病初期，大腦內的線粒體會發生變化。最新數據將使科學家能夠更詳細地研究脆弱大腦區域的線粒體變化。
研究團隊表示，要充分了解大腦內部和大腦之間線粒體的多樣性，仍需開展更多研究。他們正在繪制500個人腦的9個區域，這將使他們能夠比較健康人群以及神經、精神和神經退行性疾病患者大腦的線粒體分布情況，最終改變腦部疾病的早期診斷方式。
