基于多模态最优传输的小鼠与人脑概率对应关系

小鼠是研究脑机制与脑疾病的主要模型，使得开展在人类中无法实施的实验成为可能。然而，研究发现往往难以有效转化，因为同源脑区在相对大小上存在差异，且部分人类脑区在小鼠中并无明确对应区域。在此，我们提出 OTTER，该方法利用多模态融合的 Gromov-Wasserstein 最优传输，在脑区分辨率上学习小鼠—人类脑对应关系的概率耦合，并整合功能连接、结构连接、空间位置以及经整理的同源信息。OTTER 在转录组学基准上成功恢复了已确立的同源脑区，并保留了跨物种在皮层区域层级上的广泛组织特征。将该耦合应用于人类功能连接后，我们发现，基于小鼠的人类功能连接重建能力在进化扩张的联合皮层中呈现梯度性下降，其中外侧前额叶区域的重建值最低。最后，这一双向映射能够基于小鼠实验生成可检验的人类预测，并对与人类临床靶点相对应的小鼠神经回路进行排序。

小鼠是研究脑机制与脑疾病的主要模型，使得开展在人类中无法实施的实验成为可能。然而，研究发现往往难以有效转化，因为同源区域在相对大小上存在差异，且一些人类脑区在小鼠中并无明确对应区域。本文提出 OTTER，该方法采用多模态融合的 Gromov-Wasserstein 最优传输，在脑区分区分辨率上学习小鼠与人类大脑对应关系的概率耦合，整合了功能连接、结构连接、空间位置以及人工整理的同源信息。OTTER 在一个转录组学基准上成功恢复了已知同源区域，并保留了跨物种在皮层区域层级上的宏观组织特征。将该耦合应用于人类功能连接后，我们发现，基于小鼠的重建能力在进化上扩展的联合皮层中呈梯度性下降，其中最低值出现在外侧前额叶区域。最后，这一双向映射能够基于小鼠实验生成可检验的人类预测，并对与人类临床靶点相对应的小鼠神经环路进行排序。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746652v1?rss=1

🏷️ 跨物种脑图谱 最优传输 脑区同源映射 多模态融合 功能连接 小鼠-人脑对应