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果蝇大脑的第二份完整图谱绘制完成

更新于: 2026年9月5日 · 3 分钟阅读

发布于: · 消息抵达: · 处理时长: 5 小时 19 分钟

果蝇大脑的第二份完整图谱绘制完成
电脑屏幕上的神经元网络图谱

果蝇大脑中的全部神经元及其连接已被第二次绘制出来。Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campus 的生物学家与 Google 的计算机科学家展开合作,揭示了大脑中超过300百万条突触连接。果蝇的神经系统由约150,000个神经元组成,其中只有一部分位于大脑内。

研究人员以规则间隔将果蝇的大脑和腹神经索的一部分切割成大量薄片。通过电子显微镜成像的这些薄片,借助计算机模型重新组装。生成式人工智能在修复切割造成的空隙和变形的同时,其他模型则通过追踪细胞膜,提取神经元在三维空间中的形态。更多模型识别突触并对其类型进行分类。人类监督员通过反馈调整模型识别突触的准确性。从解剖大脑到完成连接图谱,大约耗时四年。

这张被称为 Connectome 的图谱展示了大脑中每个神经元的位置,以及它与其他神经元建立的突触连接。这些连接决定了感觉输入的处理、信息向相关中枢的传递,以及记忆形成或肌肉运动等输出。研究人员预计,这张图谱将为神经科学家研究大脑如何运作提供详细的基础设施。

结合此前完成的雌性果蝇 Connectome,这项新研究使人们能够研究雄性与雌性大脑之间的差异。研究人员确定了289个雄性特有神经元和71个雌性特有神经元。他们还发现,雌雄两性共有的138个神经元在雄性和雌性中形成了不同的形态和连接。这些差异并不总能由参与性别决定的 doublesex(dsx)和 fruitless(fru)基因直接解释。性别特异性神经元大多聚集在远离基本感觉处理或运动控制的更高层级处理和决策通路中。

研究人员表示,用于绘制果蝇大脑图谱的方法可以应用于更复杂的生物。然而,据称,为了可靠地评估个体差异,将需要数十个 Connectome,而且这一过程需要在少于四年的时间内完成。

为何重要

这项研究为希望通过神经元之间的连接组织,而非单个细胞来研究大脑运作方式的神经科学家提供了一个可用的参考基础设施。该图谱可能有助于测试从感觉信息到决策和运动输出的过程中哪些连接簇发挥作用;尤其是雄性和雌性果蝇之间的差异无法仅由性别决定基因解释,这使研究问题转向了连接架构。性别特异性神经元集中于更高层级的处理通路,这使得人们能够详细研究基本感觉与行为决策之间的关系。不过,要区分个体差异,需要大量图谱和更快的生成速度。这些方法在更复杂的生物中能够在多大程度上得到应用,仍是一个悬而未决的问题。

背景

其次,FikirPilot 在档案中也并不是一个新名称:在过去90天内,我们曾发布过一篇提及这一名称的新闻;该文章发表于2026年8月24日。

来源: Ars Technica · 编辑整理:Altay Tuna Emir。