英媒：科学家绘出最完整果蝇幼虫脑图

参考消息网12月6日报道 据英国《新科学家》周刊网站12月2日报道，一只果蝇幼虫大脑内部的神经连接已经被全部绘制出来，这是人类迄今为止描绘的最大的全脑“连接组”。它将使研究人员能够了解信号如何在果蝇的大脑中传输，大脑不同区域如何相互作用，以及在神经层面特定行为是如何生成的。

未参与这项研究的英国埃克塞特大学神经科学教授加什帕尔·耶凯伊说：“大脑的所有神经元都被重建，并且所有神经连接都得到了分析。”他称这项工作“非常重要”。

大脑主要由被称为神经元的细胞构成。相邻的神经元可以在被称为突触的细胞之间的连接处互相发出信号，其中一个神经元释放一种被称为神经递质的化学物质，另一个神经元则接收这种化学物质。大脑的神经元和突触的完整图谱被称为连接组。

生物学家迄今已绘制出一些相对简单的动物的连接组。第一个是秀丽隐杆线虫，它的整个身体只有302个神经元，其连接组上世纪80年代就被绘制出来。

距今较近的一次成果是在2020年，耶凯伊及其同事描绘了杜氏阔沙蚕幼虫连接组的1500多个神经元。

还有一些研究小组正在研究脑部更大的动物的连接组，比如老鼠和人类。然而，由于数据集规模庞大，重建这些连接组是一项挑战。

此次的新连接组由剑桥大学的玛尔塔·兹拉蒂奇和她的同事绘制，属于黑腹果蝇的幼虫。黑腹果蝇是一种标准的实验动物，人们对其生命机理已有详细了解。兹拉蒂奇拒绝就这项研究接受采访。

该研究小组将一个6小时大的黑腹果蝇幼虫的大脑切割成4841片，并用高分辨率电子显微镜进行扫描。然后，研究人员将这些图像数字化，并耐心地将它们重新组合成一张三维图形。在计算机分析的帮助下，他们对这些图像进行了研究，直到能够分片追踪神经元并识别所有突触。由此生成的图谱包括3013个神经元和54.4万个突触。

美国哈佛大学的凯瑟琳·杜拉克说，这些数据揭示了这些神经元连接的“深层逻辑”。

不过，纽约爱因斯坦医学院的斯科特·埃蒙斯说，仅仅绘制出突触并不能提供全貌。埃蒙斯2019年绘制出了雌雄两性的秀丽隐杆线虫的连接组。神经元还可以通过荷尔蒙等缓慢释放的化学物质以及细胞之间的其他连接（即缝隙连接）相互对话。

他说，所有这些都必须考虑在内，但新绘制的连接组中只包括突触。

兹拉蒂奇的团队总共识别了90种神经元，每种神经元都有独特的形状、连接模式和研究人员设想的功能，他们还描绘了整个大脑中这种连接的程度。

杜拉克说，进入果蝇大脑的大多数感觉信息都会非常迅速地传播，只需在脑细胞间跳跃3次就能到达帮助控制身体其他部分的输出神经元。此外，62%的神经元从幼虫的每一个感官接收信息。