有史以来第一次完成了昆虫大脑的完整绘图。大脑中的每一个神经连接都显露出来 : Karapaya

在 12 年的时间里，数千张大脑照片变成了一张地图 连接组是一张显示黑腹果蝇神经细胞之间连接的地图，它是通过用电子显微镜拍摄数千张大脑切片并精心组合神经元连接数据而创建的收集到此为止。完整的连接组不仅记录了单个神经元的连接，还记录了大脑左右半球之间的相互作用，从而能够更深入地研究大脑相互作用。众所周知，大脑的两个半球都有自己的功能，但人们仍不清楚它们所持有的信息是如何组织起来并反映在行为和认知中的。点代表单个神经元并排列它们的连接。具有相似连接的神经细胞被标记为靠得更近。周围区域还描绘了各种神经细胞的形状/图片来源：约翰霍普金斯大学/剑桥大学大脑的结构决定了它的功能。大脑的功能取决于它的结构。人们认为然而，到目前为止，我们只能在大脑非常简单的线虫和环节动物中正确观察它们的结构。对于更复杂的人脑，目前还没有技术可以创建一个显示整个结构的连接组，只能观察部分活动。然而，尽管复杂性不同，但所有生物的大脑都可以说是相似的，因为它们都是相互连接的神经元网络。根据剑桥大学神经科学家 Marta Zlatik 的说法，任何大脑都“处理感官信息、学习、选择行为、在环境中导航、选择食物、识别伴侣并逃避捕食者。你必须做类似的事情。黑腹果蝇幼虫脑部神经细胞和突触的特征/图片来源：约翰霍普金斯大学/剑桥大学由于其紧凑的大脑和与人类的许多相似之处，它们经常被用作研究模型。在这项研究中，输入/输出是在与学习和记忆相关的区域进行的在神经细胞中发现了一种重复多次的连接结构，其中他们还发现其中一些特征类似于用于机器学习的计算机网络。 “我们对 Drosophila melanogaster 代码的了解将对人类代码产生影响，”约翰霍普金斯大学的 Joshua Vogelstein 说。图片来源：Credit: Michael Winding 即使在小昆虫中，神经也很复杂研究团队的下一步是分析参与学习和决策等特定行为的神经元的结构，似乎是要研究神经元的功能连接体作为一个整体。 “即使是这么小的昆虫也有复杂的神经细胞，它会使用这些神经细胞。”如果能够阐明整体功能，则可能用于提高人类学习行为的效率和开发高级人工智能。顺便说一句，第一次尝试绘制大脑图谱是在 70 年代。研究对象是一种名为秀丽隐杆线虫的线虫。它的大脑比 Drosophila melanogaster 的大脑简单得多，但多年的研究只得出了一张不完整的地图。即便如此，这项研究的开创性足以保证获得诺贝尔奖。 50年后，期待已久的完整脑连接组终于完成。 “到目前为止，一切都是为了这个，”Vogelstein 说。这项研究发表在《科学》（2023 年 3 月 10 日）上。参考资料：首张完整的昆虫大脑图谱令人着迷：ScienceAlert / hiroching 撰写 / parumo 编辑