科學家揭開了昆蟲大腦的第一張完整地圖。
綜合地圖稱為Connectome，花了12年的精心工作來構建，並顯示了所有3,016個神經元在幼蟲果蠅大腦中的位置（果蠅Melanogaster）。在這些腦細胞之間是548,000個連接點或突觸，其中細胞可以互相發送化學消息，從而觸發穿過電池接線的電信號。
研究人員確定了大腦一側神經元通過該網絡向另一側發送數據。科學。該團隊還對93種不同類型的神經元進行了分類，這些神經元的形狀不同，提出的功能以及與其他神經元的連接方式。
專家告訴Live Science，新的Connectome以其完整性而著稱。
“這項研究是第一個能夠繪製整個昆蟲中央大腦的研究，從而表徵所有神經元的所有突觸途徑，”NunoMaçaricoda Costa和凱西·施耐德·米澤爾（Casey Schneider-Mizell），不參與該計劃的艾倫腦科學研究所的神經編碼小組的成員在聯合電子郵件中告訴Live Science。
2020年，另一個研究小組發表了成人果蠅的部分連接組其中包含25,000個神經元和2000萬個突觸。但是科學家只為其他三種生物提供了完整的連接組：線蟲，幼蟲海噴發和幼蟲海洋蠕蟲。研究聯合作者說約書亞·沃格斯坦（Joshua Vogelstein）約翰·霍普金斯大學Neurodata實驗室的主任兼聯合創始人。
超過80人幫助構建了新的連接組，研究第一作者邁克爾·辛格劍橋大學動物學系的研究助理在一封電子郵件中告訴Live Science。為此，科學家將幼體蠅腦切成5,000個部分，並拍攝每個切片的顯微鏡圖像。他們將這些圖像拼湊在一起以形成3D體積。然後，團隊對圖像進行了仔細研究，確定了其中的單個單元格，並手動追踪了電線。
由此產生的地圖使科學家以多種方式感到驚訝。
例如，科學家傾向於想到神經元通過稱為軸突的長電線發送傳出消息，並通過較短的分支電線稱為樹突。但是，該規則有例外，事實證明，軸突到軸突，樹突到樹突和樹突與軸線連接構成了幼蟲蠅大腦中的三分之一的突觸。
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Vogelstein說，連接組也令人驚訝地“淺”，這意味著傳入的感覺信息通過了很少的神經元，然後才傳遞給參與運動控制的一個，這可以指導蒼蠅執行身體行為。 Winding說，為了達到這種效率，大腦在電路之間具有內置的“快捷方式”，這些電路在某種程度上類似於最先進的AI系統。
施耐德·米澤爾（Schneider-Mizell）說，連接組的局限性是它不會捕獲哪些神經元是興奮性的，這意味著它們推動其他神經元發射或抑制性，這意味著它們會使神經元發射的可能性不大。他說，這些動態會影響信息流過大腦的方式。
Vogelstein說，Connectome仍然為許多未來的進步打開了大門，例如更節能的AI系統以及對人類學習方式的更好理解。
他說：“人類做決定，學習，駕馭環境，吃飯等事情。” “蒼蠅也是如此。有充分的理由認為，蒼蠅實施這種認知功能的機制也在人類中。”
