近日，复旦大学脑科学研究院许晓鸿课题组联合中科院神经所等团队，首次系统性绘制出 7000 多个下丘脑神经元的「投射地图」，并将其分成 31 种功能类型！这项研究以「Projectome-based characterization of hypothalamic peptidergic neurons in male mice（基于投射组学的雄性小鼠下丘脑肽能神经元特征解析）」为题发表于期刊 Nature Neuroscience，堪称神经网络图谱绘制的重要里程碑。（点击了解详情）
图 1. 下丘脑投射神经元全脑投射图谱示意
（来自原文 Figure 1c）
一项令人惊叹的「全脑追踪」
研究团队使用 fMOST 高分辨率成像技术，在雄性小鼠大脑中逐根追踪表达 16 种神经肽的神经元。每一根神经元从胞体到轴突末端都被精确定位，总计重建了 7180 个单神经元的全脑「旅程」。
结合计算神经形态学分析，作者发现这些神经元可分为两大类、31 种投射类型，每种类型都有独特的投射路径、起源位置和分子标记。
图 2. 31 种投射类型的投射长度热图
（原文 Figure 1f 简化版）
一个神经元，多路「出差」
令人惊讶的是，很多神经元的单一轴突可「一线多用」，在行进途中不断分叉，投射到多个不同脑区。比如：
有些 Orexin 神经元上行至大脑皮层，控制觉醒和注意力；
另一些 Orexin 神经元下行至脑干甚至脊髓，参与运动控制；
一部分 Penk 神经元精确投射到海马，或许与记忆调节有关。
这就像一个快递员，不是送一个地址，而是按路线分发多个站点的包裹——一根神经纤维同时调节多个功能区！
图 3. 不同 Orexin 神经元类型的全脑投射路径对比图
（原文 Figure 5e）
投射也有「地图对位」
不仅能「多投射」，这些神经元在结构上还展现出惊人的拓扑对应关系。比如：
有一类神经元从下丘脑投射至基底节，其在脑内的排布方向与投射到靶区的位置精确对应；
另一类从下丘脑投射至海马，其胞体从背到腹的分布，与其在海马中的前后投射轴呈线性关系。
这说明神经连接不仅是「连」，更是「有序地连」。
图 4. 不同神经元轴突在目标区域的拓扑排列
（原文 Figure 4a-4d）
下丘脑神经元的「身份谱系」初现端倪
研究还发现，每一种神经肽标记的神经元群体，并不等于一种功能。例如：
表达 Orexin 的神经元可细分为 5 类，每类具有不同投射路径 (图 3)；
表达 Pomc 的神经元比 Agrp 神经元更易投射到中脑和脑干，暗示它们可能在进食控制外还有更广泛功能。
这提示我们：传统分子标记不足以划定神经元「职责」，结构投射方式是重要补充信息。
图 5. Agrp 与 Pomc 神经元的投射范围对比
（原文 Figure 6b）
PAG 再划分：七大「子区」浮出水面
中脑 PAG 区被称为「情绪调节中枢」。该研究发现：
许多下丘脑神经元同时投射至多个 PAG 亚区，且这些投射展示高度协同性；
通过计算这些投射的重叠性，作者重新划分出 7 个 PAG 功能子区，打破传统的「柱状」结构认知。
这为未来理解恐惧、攻击、防御等复杂行为的中枢机制，提供了解剖学基础。（点击了解详情）
图 6. PAG 区域的新型结构划分示意图
（原文 Figure 7b,c 简化）