В основе большой научной программы « Цифровая жизнь» лежит реализация цифрового анализа жизни, и высококачественные, динамичные и функциональные базы данных жизни являются краеугольным камнем для достижения этой цели. 15 июля 2025 года в журнале Scientific Data команда академиков Чэн Хепинга опубликовала результаты исследования « 24 - hour simultaneous mPFC 's miniature 2 - photon imaging, EEG - EMG, and video recording during natural behaviors», которое длилось пять лет, успешно создав первый в мире высококачественный межмасштабный набор данных, охватывающий миллисекундную активность нейронов кальция, секундную поведенческую активность и небесную активность мозга, и создав важную базу данных для цифровых исследований жизни млекопитающих.

Внутренняя префронтальная кора (mPFC), как ядро когнитивного и поведенческого регулирования мозга, участвует в принятии решений, эмоциональной регуляции, внимании и других расширенных функциях, но ее многомерный анализ динамических законов кодирования всегда ограничивался такими ограничениями, как единая парадигма поведения и продолжительность записи. Опираясь на самостоятельно разработанный миниатюрный двухфотонный микроскоп (mTPM), в сочетании с системой регистрации миоэлектрической энергии головного мозга и неинвазивной технологией мониторинга поведения в домашних условиях, команда впервые осуществила 24 - часовое непрерывное, мультимодальное синхронное наблюдение за мПФК у мышей со свободной активностью, успешно собрала сигналы кальция с одноклеточным разрешением, электрическую активность всего мозга, миоэлектрические сигналы и 12 типов данных естественного поведения, таких как питание, движение и сон. Исследование собрало 526 проверенных вручную нейронов и обеспечило высокую надежность данных, создав строгий мультимодальный процесс контроля качества данных.

В настоящее время эта база данных является первым в мире набором записей нейронных групп mPFC, охватывающим полный дневной и ночной цикл, многоканальный ЭЭГ и миоэлектрический, а также различные парадигмы естественного поведения, обеспечивая многомасштабную нейроповеденческую интеграцию от клеточного до поведенческого, от секундного до дневного и ночного циклов. Все наборы данных открыты для глобального научного сообщества через G - node ( https://doi.gin.g-node.org/10.12751/g-node.1762hn/ Эти высокодостоверные данные обеспечивают ключевую поддержку для изучения динамики популяций нейронов, механизмов изменения состояния мозга и применения алгоритмов ИИ в реальных данных мозга, а также являются важной основой для анализа жизни на основе ИИ, цифровых двойников и применения точной медицины.

　　Исследовательская группа

Первым автором диссертации является Хань Цзяин, докторант Института передовых междисциплинарных исследований Пекинского университета, и Чжоу Фансюй, докторант Института перспективных технологий, а автором - исследователь Чжан Лифэн и Чжоу Фансюй из Нанкинского института молекулярной медицины Пекинского университета. Команда заявила, что в будущем будет продолжать расширять сбор данных в кросс - модальном, кросс - индивидуальном и кросс - задачах, в полной мере использовать преимущества « мультимодального межмасштабного биомедицинского объекта визуализации - Нанкинской объединенной лаборатории мозгового интеллекта», содействовать глубокой связи между платформой данных группы изображений и большой научной программой « Цифровая жизнь», чтобы помочь превратить « видимую жизнь» в интерпретируемую, смоделированную и предсказуемую цифровую систему жизни.

[Ссылки]

Han, J., Zhou, F., et al. 24-часовая одновременная миниатюрная 2-фотонная визуализация mPFC, ЭЭГ-ЭМГ и видеозапись во время естественного поведения. Sci Data12, 1226 (2025). Дои: 10.1038/s41597-025-05527-2