連接組學

連接組學（Connectomics）繪製與研究神經連接組（connectome）：這是一種刻畫有機體神經系統（尤其是腦和眼）的連接方式的完整線路圖。由於這些結構極其複雜，高效篩選的神經成像和組織學方法被用於提高繪製神經連接線路圖的速度、效率和精度。儘管連接組學的主要研究對象是大腦，但其他任何神經連接也可由連接組學的方法測繪，例如神經肌肉接點（neuromuscular junctions）。

工具

在宏觀層面上用於連通組學研究的主要工具之一是擴散MRI^[1]。微觀級別的連通組學研究的主要工具是化學腦保存，然後是3D電子顯微鏡^[2]，用於神經迴路重建。將螢光與3D電子顯微鏡相結合的相關顯微鏡可以產生更多可解釋的數據，因為它能夠自動檢測特定的神經元類型，並可以使用螢光標記對它們進行整體追蹤^[3]。

要查看全解析度的第一個微連接組之一，請訪問"開放連接組項目（Open Connectome Project）"，該項目託管多個連接組數據集，包括Bock等人的12TB數據集（2011年）。

模式系統

除了人腦，用於連通組學研究的一些模式系統是小鼠^[4]，果蠅(Drosophila)^[5]^[6]，秀麗隱桿線蟲^[7]^[8]，和倉鴞^[9]。

應用

通過比較患病的連接組和健康的連接組，我們應該深入了解某些精神病理學，例如神經性疼痛，以及它們的潛在療法。通常，神經科學領域將受益於標準化和原始數據。例如，連接組圖可用於通知全腦動力學的計算模型。^[10] 當前的神經網絡主要依賴於連通模式的概率表示^[11]。連接圖（連通組學的圓形圖）已用於外傷性腦損傷（英語：Traumatic brain injury）病例，以記錄神經網絡損傷的程度。

與基因組學比較

人類基因組計劃最初面臨許多上述批評，但仍然提前完成，並在遺傳學方面取得了許多進展。有人認為可以在基因組學和連通組學之間進行類比，因此我們至少應該對連通組學的前景稍微樂觀一些^[12]。其他人批評了一個微型的連接組的嘗試，認為我們沒有足夠的知識去尋找洞察力，或者說它不能在現實的時間框架內完成^[13]。

參見

連接組（Connectome）
人類連接組計劃（Human Connectome Project）
連接圖（英語：Connectogram）（Connectogram）

參考子料

^ Wedeen, V.J.; Wang, R.P.; Schmahmann, J.D.; Benner, T.; Tseng, W.Y.I.; Dai, G.; Pandya, D.N.; Hagmann, P.; et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. NeuroImage. 2008, 41 (4): 1267–77. PMID 18495497. doi:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036.
^ Anderson, JR; Jones, BW; Watt, CB; Shaw, MV; Yang, JH; Demill, D; Lauritzen, JS; Lin, Y; et al. Exploring the retinal connectome. Molecular Vision. 2011, 17: 355–79. PMC 3036568 . PMID 21311605.
^ BV, DELMIC. Neuroscience: Synaptic connectivity in the songbird brain - Application Note | DELMIC. request.delmic.com. [2017-02-16]. （原始內容存檔於2017-02-16）（英語）.
^ Bock, Davi D.; Lee, Wei-Chung Allen; Kerlin, Aaron M.; Andermann, Mark L.; Hood, Greg; Wetzel, Arthur W.; Yurgenson, Sergey; Soucy, Edward R.; et al. Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons. Nature. 2011, 471 (7337): 177–82. Bibcode:2011Natur.471..177B. PMC 3095821 . PMID 21390124. doi:10.1038/nature09802.
^ Chklovskii, Dmitri B; Vitaladevuni, Shiv; Scheffer, Louis K. Semi-automated reconstruction of neural circuits using electron microscopy. Current Opinion in Neurobiology. 2010, 20 (5): 667–75. PMID 20833533. doi:10.1016/j.conb.2010.08.002.
^ Zheng, Z. A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster.. Cell. 2018, 174 (3): 730–743 [6 August 2018]. PMC 6063995 . PMID 30033368. doi:10.1016/j.cell.2018.06.019. （原始內容存檔於2021-05-04）.
^ Chen, B. L.; Hall, D. H.; Chklovskii, D. B. Wiring optimization can relate neuronal structure and function. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006, 103 (12): 4723–8. Bibcode:2006PNAS..103.4723C. PMC 1550972 . PMID 16537428. doi:10.1073/pnas.0506806103.
^ Perez-Escudero, A.; Rivera-Alba, M.; De Polavieja, G. G. Structure of deviations from optimality in biological systems. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009, 106 (48): 20544–9. Bibcode:2009PNAS..10620544P. PMC 2777958 . PMID 19918070. doi:10.1073/pnas.0905336106.
^ Pena, JL; Debello, WM. Auditory processing, plasticity, and learning in the barn owl. ILAR Journal. 2010, 51 (4): 338–52. PMC 3102523 . PMID 21131711. doi:10.1093/ilar.51.4.338.
^ http://www.scholarpedia.org/article/Connectome^{[不可靠的醫學來源？]} （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）^{[自述來源]}
^ Nordlie, Eilen; Gewaltig, Marc-Oliver; Plesser, Hans Ekkehard. Friston, Karl J. , 編. Towards Reproducible Descriptions of Neuronal Network Models. PLoS Computational Biology. 2009, 5 (8): e1000456. Bibcode:2009PLSCB...5E0456N. PMC 2713426 . PMID 19662159. doi:10.1371/journal.pcbi.1000456.
^ Lichtman, J; Sanes, J. Ome sweet ome: what can the genome tell us about the connectome?. Current Opinion in Neurobiology. 2008, 18 (3): 346–53. PMC 2735215 . PMID 18801435. doi:10.1016/j.conb.2008.08.010.
^ Vance, Ashlee. Seeking the Connectome, a Mental Map, Slice by Slice. The New York Times. 27 December 2010 [2019-02-26]. （原始內容存檔於2019-01-14）.

外部連結

Open Connectome Project （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
The Connectome Project at Harvard （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
Connectome Research by EPFL/CHUV, Lausanne, Switzerland （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
The NIH Blueprint for Neuroscience Research （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
TED talk by Sebastian Seung: "I am my connectome" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）.

[pmid18495497-1] Wedeen, V.J.; Wang, R.P.; Schmahmann, J.D.; Benner, T.; Tseng, W.Y.I.; Dai, G.; Pandya, D.N.; Hagmann, P.; et al. Diffusion spectrum magnetic resonance imaging (DSI) tractography of crossing fibers. NeuroImage. 2008, 41 (4): 1267–77. PMID 18495497. doi:10.1016/j.neuroimage.2008.03.036.

[pmid21311605-2] Anderson, JR; Jones, BW; Watt, CB; Shaw, MV; Yang, JH; Demill, D; Lauritzen, JS; Lin, Y; et al. Exploring the retinal connectome. Molecular Vision. 2011, 17: 355–79. PMC 3036568 . PMID 21311605.

[3] BV, DELMIC. Neuroscience: Synaptic connectivity in the songbird brain - Application Note | DELMIC. request.delmic.com. [2017-02-16]. （原始內容存檔於2017-02-16）（英語）.

[pmid21390124-4] Bock, Davi D.; Lee, Wei-Chung Allen; Kerlin, Aaron M.; Andermann, Mark L.; Hood, Greg; Wetzel, Arthur W.; Yurgenson, Sergey; Soucy, Edward R.; et al. Network anatomy and in vivo physiology of visual cortical neurons. Nature. 2011, 471 (7337): 177–82. Bibcode:2011Natur.471..177B. PMC 3095821 . PMID 21390124. doi:10.1038/nature09802.

[pmid20833533-5] Chklovskii, Dmitri B; Vitaladevuni, Shiv; Scheffer, Louis K. Semi-automated reconstruction of neural circuits using electron microscopy. Current Opinion in Neurobiology. 2010, 20 (5): 667–75. PMID 20833533. doi:10.1016/j.conb.2010.08.002.

[6] Zheng, Z. A Complete Electron Microscopy Volume of the Brain of Adult Drosophila melanogaster.. Cell. 2018, 174 (3): 730–743 [6 August 2018]. PMC 6063995 . PMID 30033368. doi:10.1016/j.cell.2018.06.019. （原始內容存檔於2021-05-04）.

[pmid16537428-7] Chen, B. L.; Hall, D. H.; Chklovskii, D. B. Wiring optimization can relate neuronal structure and function. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2006, 103 (12): 4723–8. Bibcode:2006PNAS..103.4723C. PMC 1550972 . PMID 16537428. doi:10.1073/pnas.0506806103.

[pmid19918070-8] Perez-Escudero, A.; Rivera-Alba, M.; De Polavieja, G. G. Structure of deviations from optimality in biological systems. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2009, 106 (48): 20544–9. Bibcode:2009PNAS..10620544P. PMC 2777958 . PMID 19918070. doi:10.1073/pnas.0905336106.

[pmid21131711-9] Pena, JL; Debello, WM. Auditory processing, plasticity, and learning in the barn owl. ILAR Journal. 2010, 51 (4): 338–52. PMC 3102523 . PMID 21131711. doi:10.1093/ilar.51.4.338.

[sporns-10] ttp://www.scholarpedia.org/article/Connectome^{[不可靠的醫學來源？]} （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）^{[自述來源]}

[pmid19662159-11] Nordlie, Eilen; Gewaltig, Marc-Oliver; Plesser, Hans Ekkehard. Friston, Karl J. , 編. Towards Reproducible Descriptions of Neuronal Network Models. PLoS Computational Biology. 2009, 5 (8): e1000456. Bibcode:2009PLSCB...5E0456N. PMC 2713426 . PMID 19662159. doi:10.1371/journal.pcbi.1000456.

[pmid18801435-12] Lichtman, J; Sanes, J. Ome sweet ome: what can the genome tell us about the connectome?. Current Opinion in Neurobiology. 2008, 18 (3): 346–53. PMC 2735215 . PMID 18801435. doi:10.1016/j.conb.2008.08.010.

[Seeking_the_Connectome,_a_Mental_Map,_Slice_by_Slice-13] Vance, Ashlee. Seeking the Connectome, a Mental Map, Slice by Slice. The New York Times. 27 December 2010 [2019-02-26]. （原始內容存檔於2019-01-14）.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

閱論編組學主題
基因組學	認知基因組學（英語：Cognitive genomics）計算基因組學（英語：Computational genomics）比較基因組學基因組計劃人類基因組計劃古多倍性（英語：Paleopolyploidy）總體基因體學人類微生物組計劃功能基因組學（英語：Functional genomics）泛基因組學個人基因組學社會基因組學（英語：Social genomics）結構基因組學
生物信息學	生物晶片化學信息學化學基因組學（英語：Chemogenomics）免疫組學連接組學人類連接組計劃（英語：Human Connectome Project）表觀遺傳學人類外基因組計劃糖組學脂類組學代謝物組學多肽組學（英語：Peptidomics）藥物遺傳學（英語：Pharmacogenetics）藥物基因組學影像組學（英語：Radiomics）系統生物學毒理基因組學（英語：Toxicogenomics）轉錄物組學
結構生物學	蛋白質組學人類蛋白質組計劃結構藥物設計
研究工具	雙向電泳質譜法電噴霧離子法（英語：Electrospray ionization）（ESI）基質輔助雷射解吸/電離（MALDI）微流控同位素標記染色體構象捕獲
機構	國立衛生研究院 (美國) 日本DNA資料庫（日本）歐洲分子生物學實驗室（歐盟）維康桑格研究所（英國）
分類

閱論編神經科學
神經科學概要（英語：Outline of neuroscience）神經科學歷史（英語：History of neuroscience）
基礎科學	行為的遺傳訊息學（英語：Behavioral epigenetics）行為遺傳學細胞神經科學（英語：Cellular neuroscience）計算神經科學連接組學影像遺傳學（英語：Imaging genetics）整合性神經科學（英語：Integrative neuroscience）分子神經科學（英語：Molecular neuroscience）神經工程神經解剖（構造）學神經化學神經內分泌學（英語：Neuroendocrinology）神經基因學（英語：Neurogenetics）神經信息學神經測量學（英語：Neurometrics）神經科學與生物形態學（英語：Neuromorphology）神經物理（英語：Neurophysics）神經生理學
臨床神經科學（英語：Clinical neuroscience）	行為神經學臨床神經生理學（英語：Clinical neurophysiology）神經心臟學（英語：Neurocardiology）神經流行病學（英語：Neuroepidemiology）神經與消化系統學（英語：Neurogastroenterology）神經免疫學（英語：Neuroimmunology）神經重症學神經內科神經腫瘤學（英語：Neurooncology）神經眼科學神經病理學（英語：Neuropathology）神經藥學（英語：Neuropharmacology）神經假體神經與精神病學（英語：Neuropsychiatry）神經放射學（英語：Neuroradiology）神經復健學（英語：Neurorehabilitation）神經外科神經耳科學（英語：Neurotology）神經病毒學（英語：Neurovirology）營養與神經科學（英語：Nutritional neuroscience）精神病學
認知神經科學	情感神經科學（英語：Affective neuroscience）生物心理學時間生物學分子細胞的認知（英語：Molecular cellular cognition）肌肉運動的/運動神經的控制（英語：Motor control）神經語言學神經心理學感知神經科學（英語：Sensory neuroscience）社會神經科學系統神經科學（英語：Systems neuroscience）
跨領域	消費性神經科學（英語：Consumer neuroscience）文化的神經科學（英語：Cultural neuroscience）教育的神經科學（英語：Educational neuroscience）演化神經科學神經人類學（英語：Neuroanthropology）神經生物工程（英語：Neurobioengineering）神經與生態學（英語：Neurobiotics）神經科學與犯罪學（英語：Neurocriminology）神經經濟學神經科學與哲學的認識理論（英語：Neuroepistemology） Neuroesthetics（英語：Neuroesthetics）神經科學與倫理道德（英語：Neuroethics）神經行為學神經科學與歷史學（英語：Neurohistory）神經科學與法律（英語：Neurolaw）神經科學與行銷學（英語：Neuromarketing）神經科學與現象學神經科學與哲學（英語：Neurophilosophy）神經科學與政治學（英語：Neuropolitics）神經科學與機器人（英語：Neurorobotics）神經科學與社會學（英語：Neurosociology）神經科學與宗教學（英語：Neurotheology）神經科學與古生物學（英語：Paleoneurology）心理神經免疫學
概念	腦機介面神經發育（英語：Neural development）人工神經網絡生物神經網絡信號檢測理論多執行之神經生理監測（英語：Intraoperative neurophysiological monitoring）神經晶片（英語：Neurochip）神經退化障礙神經發育障礙神經多樣性神經發生神經成像神經免疫系統（英語：Neuroimmune system）神經管理（英語：Neuromanagement）神經調節神經可塑性神經科技神經毒素
相關書籍（英語：Book:Neuroscience）神經科學的條目分類共享資源神經科學主題專題