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科技日報記者 張夢然
美國約翰斯?霍普金斯大學(xué)和英國劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊完成了迄今為止最先進(jìn)的昆蟲大腦圖譜，首次描繪了果蠅幼蟲大腦中的每一個神經(jīng)連接，這是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的一項里程碑式成就，使科學(xué)家更接近對思維機制的真正理解，支持未來的大腦研究并激發(fā)新的機器學(xué)習(xí)架構(gòu)。研究成果9日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
昆蟲大腦中的完整神經(jīng)元集，使用突觸分辨率電子顯微鏡重建。圖源：約翰斯?霍普金斯大學(xué)/劍橋大學(xué)
自1970年代，人類開始了以蛔蟲為首個實驗對象的大腦圖譜繪制歷程，最終產(chǎn)生了部分圖譜并獲得了諾貝爾獎。從那時起，部分連接體已被映射到許多系統(tǒng)中，包括果蠅、小鼠甚至人類。但這些重建通常只代表整個大腦的一小部分，綜合連接體僅針對體內(nèi)有幾百到幾千個神經(jīng)元的幾種小物種生成，如蛔蟲、幼蟲海鞘和幼蟲海洋環(huán)節(jié)動物蠕蟲。
研究團(tuán)隊此次生成的黑腹果蠅幼蟲的連接組，是迄今為止完成的最完整、最廣泛的昆蟲全腦圖譜。它包括3016個神經(jīng)元以及它們之間的548000個連接。
描述連接性的圖譜，其中神經(jīng)元表示為點，具有更相似連接性的神經(jīng)元被繪制得更靠近。線條描繪了神經(jīng)元之間的連接。該圖的邊界顯示了示例神經(jīng)元形態(tài)。圖源：約翰斯?霍普金斯大學(xué)/劍橋大學(xué)
研究團(tuán)隊特意選擇了果蠅幼蟲，因為對于昆蟲而言，該物種與人類共享許多基本生物學(xué)特性，同時，它還具有豐富的學(xué)習(xí)和決策行為，使其成為神經(jīng)科學(xué)中最有用的模型生物之一。出于實用目的，研究人員還可在合理的時間范圍內(nèi)對其相對緊湊的大腦進(jìn)行成像并重建其回路。
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