沈志明 研究员 博导 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心
通过建立AI模型等方法，解析大脑架构原理，研究灵长类大脑高级智能产生的物质基础。近几年以通讯作者在Cell（2023，2025a，2025b）、Science（2024）等期刊发表多篇学术论文。Cell 2023入选2023年中国神经科学十大进展；Cell 2025a被遴选为当期封面，并被中央电视台《新闻联播》等多家权威媒体重点报道。
创新成果包括：1）揭示灵长类意识产生的介观结构基础 。发现猕猴屏状核与除小脑外的几乎所有脑区直接相联，且内部存在广泛联接（Cell 2025a，最后通讯），证实其单神经元具备整合整个大脑多模态信息的联接基础（被诺贝尔奖得主Crick认为是意识产生的基础）。2）发现灵长类前额叶特有网络架构。相对于啮齿类，猕猴前额叶单细胞呈现出明显的精细化投射特征（Cell 2025b，共同通讯）。此成果为类脑智能研究提供了新的关键生物学约束。3）阐明灵长类脑细胞的演化规律。研究了猕猴皮层（Cell 2023，共同通讯）和小鼠全脑（Neuron 2025，共同通讯）的细胞分布，发现语言相关基因FOXP2在猕猴脑的特殊分布。解析了灵长类小脑（Science 2024，共同通讯）和海马（NSR 2026，共同通讯）细胞独特的分子特征和细胞类型。
国家重点研发计划课题负责人，主持基金委面上项目，中国科学院院级科研仪器设备研制项目等。中国科学院首批特聘研究骨干，上海市东方英才（拔尖），上海市浦江人才，中国科学院青年促进会会员。自主研发了猕猴显微内窥手术设备、大尺寸样品处理技术和Cellplot分析软件，已在国内外多家科研单位及商业公司使用，累计产生470多万元经济效益。
研究方向
目前的研究方向有：
01 类脑AI算法研究
目前的AI算法对于生物大脑运作机制的借鉴非常有限，全脑介观神经联接图谱为脑区间的信息传递关系提供了重要的研究基础。我们将结合多种模式动物全脑单细胞联接图谱，研究特定功能的运作机制，设计如运动控制等特定功能类脑AI网络架构。
02 意识产生的神经环路机制
诺贝奖得主Crick认为屏状核可能是意识产生的关键核团。屏状核与几乎所有大脑皮层脑区都有直接联接，是大脑内的联接中枢。应用fMOST技术绘制屏状核单神经元的投射图谱，重点查看屏状核单个神经元的轴突能否投射到大部分皮层脑区，能否大致整体覆盖屏状核内部，有望提供直接证据来验证屏状核是否具有快速整合多模态信息的联接基础，并进而研究意识产生的结构基础。
03 人类语言产生的细胞分子机制
小鼠全脑细胞分类与空间分布已经研究的比较清楚，但是人脑细胞空间分布图谱绘制处于起步阶段。我们将利用国际领先的大尺寸空间基因芯片优势，率先解析人类语言区的细胞空间分布，在人脑细胞图谱绘制全球剧烈竞争中占据领先位置，并结合分析猕猴语言同源区图谱数据，解析人类语言产生的神经环路和进化机制，为新型类脑智能开发提供重要基础。
04 运动控制的神经环路架构原理
初级运动皮层是脑机接口、神经调控等临床应用中的重要靶点脑区。在脑机接口研究中，通过读取和解码初级运动皮层的神经电活动判断被试的意图，进而控制机械臂完成既定的任务。研究初级运动皮层的神经联接和功能，将大大推动对脑机接口的研究（信息解码、靶点选择等）以及对患者运动功能障碍的治疗，具有重大的社会价值。
招生信息
如果你对大脑如何产生意识、人类语言如何起源、类脑智能如何突破现有AI瓶颈充满好奇，这里将是你科研梦想起航的地方，将为你提供一流的起点和广阔的发展空间，欢迎报考。
教育背景
出版信息
（1） Evolutionary convergence and divergence of hippocampal cytoarchitecture between rodents and primates revealed by single-cell spatial transcriptomics, National Science Review, 2026, 通讯作者
（2） Single-cell spatial map of cis-regulatory elements for disease-related genes in the macaque cortex, Nature Communications, 2026,
（3） Spatial and single-cell transcriptomic atlas of human suprachiasmatic nucleus, Neuron, 2026,
（4） High resolution single neuron reconstruction analysis in Golgi stained brain tissues, Cell Proliferation, 2026,
（5） Single-cell spatial transcriptome alas and whole-brain connectivity of the macaque claustrum, Cell, 2025, 通讯作者
（6） Single-cell spatial transcriptomic atlas of the whole mouse brain, Neuron, 2025, 通讯作者
（7） Cross-species analysis of adult hippocampal neurogenesis reveals human-specific gene expression but convergent biological processes, Nature neuroscience, 2025,
（8） Single-neuron projectomes of macaque prefrontal cortex reveal refined axon targeting and arborization, Cell, 2025, 通讯作者
（9） Cross-species single-cell spatial transcriptomic atlases of the cerebellar cortex., Science, 2024,通讯作者
（10） Single-cell spatial transcriptome reveals cell-type organization in the macaque cortex., Cell, 2023, 通讯作者
（11） Transduction catalysis: Doxorubicin amplifies rAAV-mediated gene expression in the cortex of higher-order vertebrates., iScience, 2021,
（12） Distinct neuron populations for simple and compound calls in the primary auditory cortex of awake marmosets, Natl Sci Rev, 2021
（13） Local homogeneity of tonotopic organization in the primary auditory cortex of marmosets, PNAS, 2019, 通讯作者
（14） Emergence of stable striatal D1R and D2R neuronal ensembles with distinct firing sequence during motor learning, PNAS, 2019,
（15） Neural correlates of single vessel hemodynamic responses in vivo, NATURE, 2016
（16） Targeted labeling of neurons in a specific functional micro-domain of the neocortex by combining intrinsic signal and two-photon imaging., Jove-journal Of Visualized Experiments, 2012,
（17） An artery-specific fluorescent dye for studying neurovascular coupling, NATURE METHODS, 2012, 第 1 作者
（18） Spatial phase sensitivity of V1 neurons in alert monkey, CEREBRAL CORTEX, 2005,
（19） Cue-invariant detection of centre–surround discontinuity by V1 neurons in awake macaque monkey, THE JOURNAL OF PHYSIOLOGY, 第 1 作者
科研活动
科研项目
参与会议
指导学生
已指导学生
王可新 硕士研究生 085238-生物工程
刘剑锋 硕士研究生 085238-生物工程
方娇 硕士研究生 086000-生物与医药
现指导学生
柴钦文 硕士研究生 086000-生物与医药
李雪晴 硕士研究生 086000-生物与医药
张毅韬 硕士研究生 086000-生物与医药
刘思怡 硕士研究生 071006-神经生物学