3 月 12 日消息，對(duì)于大多數(shù)人類來(lái)說(shuō)，果蠅幼蟲看起來(lái)不過(guò)是一條扭動(dòng)、米粒狀的小蟲子，但對(duì)于神經(jīng)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，它卻是一個(gè)復(fù)雜而精妙的生物系統(tǒng)，是一個(gè)寶貴的研究對(duì)象。近日，一項(xiàng)耗時(shí) 12 年的國(guó)際合作項(xiàng)目終于完成了果蠅幼蟲的完整腦圖(或稱連接組圖譜)，揭示了這種微小生物的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》雜志上，被認(rèn)為是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的重大突破。

據(jù)IT之家了解，果蠅幼蟲的完整腦圖包括了其中樞神經(jīng)系統(tǒng)中所有的 3016 個(gè)神經(jīng)元和 548000 個(gè)突觸(即神經(jīng)元之間的連接)，這是迄今為止公布的最復(fù)雜、最完整的昆蟲腦圖。科學(xué)家們使用了先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)和計(jì)算機(jī)算法，將果蠅幼蟲大腦切成 8000 多片超薄切片，并將每一片切片上的細(xì)胞和突觸都數(shù)字化成三維圖像。然后，他們利用人工智能軟件將這些圖像拼接起來(lái)，形成了一個(gè)高分辨率、可交互式、可搜索式、可注釋式的果蠅幼蟲腦圖 。

更令人驚訝的是，這張連接組與人工智能(AI)中使用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有著驚人的相似之處。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，果蠅幼蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在一種特殊類型的突觸模式，稱為“跳躍連通性”，即某些神經(jīng)元可以跨越多層直接相連。這種模式在 AI 領(lǐng)域也被廣泛使用，因?yàn)樗梢蕴岣咝畔⑻幚硇屎蜏?zhǔn)確性。

科學(xué)家們表示，這些發(fā)現(xiàn)表明，在自然界和人工智能領(lǐng)域都存在著一些共同優(yōu)化原則或設(shè)計(jì)模式，并且可能有助于我們改進(jìn)現(xiàn)有的機(jī)器學(xué)習(xí)算法或開發(fā)新型算法。

目前，科學(xué)家們已經(jīng)將果蠅幼蟲完整腦圖公開分享給全世界，并提供了一個(gè)方便的在線平臺(tái)，供感興趣的研究者和公眾瀏覽和分析。他們希望這個(gè)果蠅幼蟲完整腦圖能夠成為一個(gè)開放的資源，激發(fā)更多的創(chuàng)新和合作。

科學(xué)家們認(rèn)為，通過(guò)研究果蠅幼蟲的神經(jīng)系統(tǒng)，可以揭示一些基本的神經(jīng)科學(xué)原理，并為理解更高級(jí)別的動(dòng)物腦功能提供線索。果蠅幼蟲完整腦圖是一個(gè)里程碑式的成就，但并不是終點(diǎn)。科學(xué)家們還計(jì)劃繪制出成年果蠅、其他昆蟲甚至哺乳動(dòng)物的完整腦圖，并探索不同物種之間的異同和進(jìn)化關(guān)系 。他們相信，在未來(lái)，我們將能夠構(gòu)建出一個(gè)全面而精確地反映生命智能奧秘的大型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“地圖庫(kù)”。

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