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科技日报记者 张梦然
美国约翰斯•霍普金斯大学和英国剑桥大学领导的国际团队完成了迄今为止最先进的昆虫大脑图谱，首次描绘了果蝇幼虫大脑中的每一个神经连接，这是神经科学领域的一项里程碑式成就，使科学家更接近对思维机制的真正理解，支持未来的大脑研究并激发新的机器学习架构。研究成果9日发表在《科学》杂志上。
昆虫大脑中的完整神经元集，使用突触分辨率电子显微镜重建。图源：约翰斯•霍普金斯大学/剑桥大学
自1970年代，人类开始了以蛔虫为首个实验对象的大脑图谱绘制历程，最终产生了部分图谱并获得了诺贝尔奖。从那时起，部分连接体已被映射到许多系统中，包括果蝇、小鼠甚至人类。但这些重建通常只代表整个大脑的一小部分，综合连接体仅针对体内有几百到几千个神经元的几种小物种生成，如蛔虫、幼虫海鞘和幼虫海洋环节动物蠕虫。
研究团队此次生成的黑腹果蝇幼虫的连接组，是迄今为止完成的最完整、最广泛的昆虫全脑图谱。它包括3016个神经元以及它们之间的548000个连接。
描述连接性的图谱，其中神经元表示为点，具有更相似连接性的神经元被绘制得更靠近。线条描绘了神经元之间的连接。该图的边界显示了示例神经元形态。图源：约翰斯•霍普金斯大学/剑桥大学
研究团队特意选择了果蝇幼虫，因为对于昆虫而言，该物种与人类共享许多基本生物学特性，同时，它还具有丰富的学习和决策行为，使其成为神经科学中最有用的模型生物之一。出于实用目的，研究人员还可在合理的时间范围内对其相对紧凑的大脑进行成像并重建其回路。
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