迄今最大果蠅全腦連接體圖譜公佈

據英國《新科學家》網站近日報道，英國研究人員繪製出了果蠅幼蟲大腦內3013個神經元和544000個突觸的完整圖譜，是迄今最大的全腦連接體，為描述小鼠和人類等更複雜動物的大腦奠定了基礎。這一圖譜也有助於研究人員了解信號在果蠅大腦內如何傳播、大腦內不同區域如何相互作用等。相關研究刊發于生物預印本網站。

大腦主要由神經元細胞組成，相鄰的神經元可以借助突觸彼此“通信”，大腦內神經元和突觸的完整圖譜被稱為連接體。生物學家此前繪製了少數相對簡單動物的連接體圖譜，比如只有302個神經元的秀麗隱桿線蟲的連接體，以及擁有1500多個神經元的名為杜氏闊沙蠶的海洋蠕蟲幼蟲的連接體。其他小組正在研究大腦更大動物（如小鼠和人類）的連接體，但由於數據集龐大，重建這些連接體是一項挑戰。

在最新研究中，康橋大學研究團隊繪製出了果蠅幼蟲的連接體。團隊取了一隻年齡僅6小時的黑腹果蠅幼蟲的大腦，將其切成4841片，並使用高解析度電子顯微鏡對其進行掃描，然後將圖像數字化並組合成三維圖譜，他們在電腦的幫助下研究了這些圖譜，追蹤到所有神經元並識別出所有突觸，最終繪製出的圖譜包括3013個神經元和544000個突觸。美國哈佛大學的凱瑟琳·杜拉克表示，這些數據揭示了神經元連接的“深層邏輯”。

該領域下一個重大里程碑是繪製出哺乳動物的大腦譜圖，首先是老鼠，最後是人類。一些研究人員認為，未來十年內或許能繪製出老鼠的大腦圖譜，但繪製出人腦圖譜需要的數據集比老鼠大1000倍。

美國貝勒醫學院的亞歷山大·庫寧説：“是什麼導致了神經退行性疾病？是什麼使我們思考？要想回答這些複雜的問題，我們需要同時看到整個大腦。”

腦連接圖譜研究是認知腦功能進而探討意識本質的科學前沿，若繪製出大腦地圖，對認知大腦、攻克疾病和發展智慧技術都有重要意義。當然，人類大腦是如此複雜，完整圖譜的繪製還需從易到難徐徐圖之。果蠅是一種重要的模式動物，這次，一隻出生僅6小時的果蠅幼蟲為人類科學進步作出了貢獻。科研人員將其大腦切片並掃描，繪製出了一張較為詳盡的大腦圖譜。根據這一圖譜的指引，科研人員可以著手解答一些關於大腦的複雜問題了。