科學家繪製了第一張成年果蠅大腦中每個神經元的圖譜。
研究小組表示,第一張果蠅完整大腦的接線圖為控制果蠅的感官知覺、記憶甚至交配儀式的大腦連結提供了新的見解。
「你看得越仔細,我們作為科學家就越感到驚訝,」劍橋大學神經科學家、該研究的聯合領導者之一格雷戈里·傑弗里斯說。
「如果我們想了解大腦是如何運作的,我們需要從機制上理解所有神經元如何組合在一起並讓你思考。對於大多數大腦來說,我們不知道這些網路是如何運作的,」傑弗里斯在一篇文章中補充道。陳述。
「蒼蠅可以做各種複雜的事情,例如行走、飛行、導航,雄性蒼蠅向雌性唱歌。大腦接線圖是了解我們感興趣的一切的第一步——我們如何控制自己的動作、接聽電話或認出朋友,」他補充道。
這些 3D 模型是使用高解析度電子顯微鏡將死蠅的大腦切成 7,000 個單獨的 40 奈米切片製成的。整個蒼蠅大腦的寬度不到一毫米。
研究人員表示,對死蒼蠅大腦的研究幫助他們發現了與先前較小規模的蒼蠅大腦樣本的實質相似之處,並得出了每個大腦並不是獨特結構的結論。
研究人員分析了 100 TB 的圖像(大約相當於 100 台筆記型電腦的記憶體),以映射到 140,000 個神經元和超過 5000 萬個連接。
團隊表示,人工智慧有助於處理成像部分,否則需要 4,000 人類年才能生成。
研究人員也請了全球 280 多名研究人員協助校對數據。
「這張迄今為止最大的大腦圖譜之所以成為可能,要歸功於十年前似乎不可能的技術進步。這真實地證明了創新能夠推動研究向前發展。
更了解大腦的“第一步”
研究人員表示,完整的果蠅大腦圖譜是完成更大大腦的關鍵第一步。
普林斯頓大學這項研究的聯合負責人之一馬拉·穆蒂 (Mala Murthy) 表示:“未來,我們希望能夠比較大腦出現問題時發生的情況,例如在心理健康狀況下。”
整個資料庫免費提供給所有研究人員,希望更了解健康的大腦是如何運作的。
然而,繪製人腦接線圖不會很快發生。
人類的大腦比果蠅的大腦複雜許多倍,我們距離嘗試這項壯舉還有很長的路要走。
「果蠅大腦和人類大腦之間的神經元存在一百萬倍的差異。事實上,它們的大腦體積甚至更大一點,這對於成像和影像處理生成這些大腦圖譜非常重要。」傑弗里斯說。
人們已經在考慮對較小的哺乳動物——例如老鼠——進行研究。
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