GoogleResearch与HHMIJaneliaResearchCampus及多方研究团队近日宣布,首次完成成年雄性果蝇完整脑部与中枢神经系统的 绘制,建立出可供搜寻与浏览的完整连结图。这份名为MaleCNSv1.0的资料集,涵盖166,691个神经元、约11,700种细胞类型,以及约1.25亿个突触连结,被研究团队形容为目前按神经元数量计算规模最大的脑图,也是首个完整的雄性果蝇中枢神经系统绘图。
根据相关说明,研究人员先将果蝇切成数以百万计的超薄切片,再以电子显微镜逐片扫描,接著利用AI将大量2D影像重建为3D神经形 状,最后再由专家进行人工校对与标注。这项工作历时约十年,并投入44个人年进行手动查核。团队指出,这份资料不只包含果蝇大脑,也纳入相当于脊髓功能的腹神经索,让感觉输入与运动输出首次能在同一张图谱上完整对照。
这段影片展示了雄性果蝇中枢神经系统(包含大脑与腹神经索)中11,691种神经细胞的其中一部分。神经元可依据大小、形状、功能、基因表现或其他因素来进行分类。画面中的视觉化呈现从大脑与身体核心的神经元开始,接著逐渐向外层推进,最后延伸至末端的神经元。在这项工程中,运算技术与人工智能协助人类专家完成了超过16万6千个神经元的分类。
研究成果发表后,外界很快把焦点转向另一个意想不到的用途:软件工程师已开始把这份果蝇连结图拿来训练玩经典游戏〈毁灭战士 〉(Doom)与〈超级玛利奥64〉。其中一项实验将游戏画面刺激对应到感觉神经元,并把神经活动映射为控制指令,受损时再以多巴胺细胞刺激做为回馈;另一段示范影片则显示,玛利奥在模拟中反复起跳、撞墙。相关程式码也已公开,让这项原本属于基础神经科学的突破,迅速成为开放社群的实验素材。