研究人员绘制了第一只果蝇整个大脑的接线图，这一壮举有望彻底改变神经科学领域，并为深入了解大脑如何产生行为铺平了道路。
科学界很少有如此多的精力投入到如此少的材料上，科学家们花了数年时间来绘制这只苍蝇罂粟籽大小的大脑中所有139255个神经元和5000万个连接的蜿蜒路线。
在此过程中，研究人员对8400多种不同的细胞类型进行了分类，这是构建果蝇大脑的第一个完整的部件列表。
“你可能会问，我们为什么要关心果蝇的大脑，”普林斯顿大学(Princeton University)计算机科学和神经科学教授、FlyWire项目的联合负责人塞巴斯蒂安·胜(Sebastian Seung)说。“我的简单回答是，如果我们能够真正理解任何大脑的功能，它一定会告诉我们一些关于所有大脑的事情。”
这些错综复杂的神经元，如果被解开，将达到150米，是通过一个艰苦的过程绘制出来的，这个过程始于将一只雌性果蝇的大脑切成7000条薄片。每个部分都在电子显微镜下成像，显示出小到百万分之四毫米宽的结构。
研究人员随后求助于人工智能(AI)来分析数百万张图像，并追踪整个微小器官中每个神经元和突触连接的路径。由于人工智能犯了很多错误，因此招募了一支由科学家和志愿者组成的全球军队来帮助纠正错误并最终确定地图。
这项工作已经有了成果。有了这张图，研究人员发现，“询问者”神经元似乎结合了不同类型的信息，而“广播者”神经元可能会发出信号，协调不同神经回路的活动。研究人员还发现了一种特殊的神经回路，当它被触发时，会导致果蝇在行走时停止行走。
为了预示未来，研究人员利用被称为连接体的接线图，建立了一个苍蝇大脑部分的计算机模拟。通过模拟实验，他们识别出了用于处理味觉的神经回路，这表明未来的模拟可以进一步揭示大脑线路是如何引起动物行为的。
Seung说:“连接组学是神经科学数字化转型的开始……这种转型将扩展到大脑模拟。”“这将加速我们研究神经科学的方式。”
该项目的细节由来自加拿大、德国、MRC分子生物学实验室和英国剑桥大学的研究人员参与，发表在《自然》杂志的九篇论文中。在一篇附带的文章中，亚特兰大埃默里大学的神经科学家Anita Devineni博士称该接线图是一项“里程碑式的成就”。
绘制老鼠大脑完整接线图的工作已经开始，研究人员希望在5到10年内完成。但是，对于拥有860亿个神经元和数万亿个连接的整个人类大脑来说，重复这一壮举是另一个问题。人类大脑的复杂程度大约是果蝇大脑的100万倍，用今天的技术无法绘制出完整的接线图。它还需要一些巨大的内存:科学家估计它将达到1泽字节的数据量，相当于全球一年的互联网流量。
一种更现实的方法是绘制人类大脑部分区域的神经线路图，这项研究可能最终揭示出线路错误是否会导致神经精神疾病和其他脑部疾病。“简而言之，我们无法解决我们不理解的问题，这就是为什么我们认为这是今天如此重要的时刻，”美国国立卫生研究院大脑计划主任约翰·恩盖博士说。
“我们显然面临着一项艰巨的任务。”
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希望本篇文章《微小身躯，大影响：果蝇图谱在神经科学中的变革》能对你有所帮助！
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