迄今最大果蝇全脑连接体图谱公布

为描述更复杂大脑奠定基础

科技日报北京12月5日电 （记者刘霞）据英国《新科学家》网站近日报道，英国研究人员绘制出了果蝇幼虫大脑内3013个神经元和544000个突触的完整图谱，是迄今最大的全脑连接体，为描述小鼠和人类等更复杂动物的大脑奠定了基础。这一图谱也有助于研究人员了解信号在果蝇大脑内如何传播、大脑内不同区域如何相互作用等。相关研究刊发于生物预印本网站。

大脑主要由神经元细胞组成，相邻的神经元可以借助突触彼此“通信”，大脑内神经元和突触的完整图谱被称为连接体。生物学家此前绘制了少数相对简单动物的连接体图谱，比如只有302个神经元的秀丽隐杆线虫的连接体，以及拥有1500多个神经元的名为杜氏阔沙蚕的海洋蠕虫幼虫的连接体。其他小组正在研究大脑更大动物（如小鼠和人类）的连接体，但由于数据集庞大，重建这些连接体是一项挑战。

在最新研究中，剑桥大学研究团队绘制出了果蝇幼虫的连接体。团队取了一只年龄仅6小时的黑腹果蝇幼虫的大脑，将其切成4841片，并使用高分辨率电子显微镜对其进行扫描，然后将图像数字化并组合成三维图谱，他们在计算机的帮助下研究了这些图谱，追踪到所有神经元并识别出所有突触，最终绘制出的图谱包括3013个神经元和544000个突触。美国哈佛大学的凯瑟琳·杜拉克表示，这些数据揭示了神经元连接的“深层逻辑”。

该领域下一个重大里程碑是绘制出哺乳动物的大脑谱图，首先是老鼠，最后是人类。一些研究人员认为，未来十年内或许能绘制出老鼠的大脑图谱，但绘制出人脑图谱需要的数据集比老鼠大1000倍。

美国贝勒医学院的亚历山大·库宁说：“是什么导致了神经退行性疾病？是什么使我们思考？要想回答这些复杂的问题，我们需要同时看到整个大脑。”

脑连接图谱研究是认知脑功能进而探讨意识本质的科学前沿，若绘制出大脑地图，对认知大脑、攻克疾病和发展智能技术都有重要意义。当然，人类大脑是如此复杂，完整图谱的绘制还需从易到难徐徐图之。果蝇是一种重要的模式动物，这次，一只出生仅6小时的果蝇幼虫为人类科学进步作出了贡献。科研人员将其大脑切片并扫描，绘制出了一张较为详尽的大脑图谱。根据这一图谱的指引，科研人员可以着手解答一些关于大脑的复杂问题了。