科學家繪製果蠅大腦,取得神經生物學裏程碑 | 路透社
Will Dunham
2006年8月11日發佈的果蠅顯微鏡圖像。路透社/CSIRO/提供的照片/檔案照片華盛頓,10月2日(路透社)- 科學家們在週四宣佈了一項神經生物學研究的里程碑,成功繪製了成年果蠅的整個大腦,這一成就可能為 動物王國中的大腦提供洞察, 包括人類。這項研究詳細描述了超過5000萬條連接,涉及超過139,000個神經元——昆蟲的大腦神經細胞,該物種的學名為黑腹果蠅(Drosophila melanogaster),常用於神經生物學研究。研究旨在解碼大腦的連接方式及健康大腦功能背後的信號。這也可能為其他物種的大腦繪製鋪平道路。
普林斯頓大學神經科學和計算機科學教授塞巴斯蒂安·宋(Sebastian Seung)表示:“你可能會問,為什麼我們應該關心果蠅的大腦。我的簡單回答是,如果我們能真正理解任何大腦的功能,它必定會告訴我們一些關於所有大腦的事情。”他是發表在《 自然》期刊的一系列研究的共同領導者。雖然有些人可能更喜歡拍打蒼蠅而不是研究它們,但一些研究人員在觀察果蠅大腦時發現了美學上的滿足感,其寬度不到0.04英寸(1毫米)。
“這太美了,”劍橋大學神經科學家和研究共同負責人格雷戈裏·傑弗里斯説。
研究人員設計的地圖提供了一個 wiring diagram,稱為 connectome,描繪了成年果蠅的大腦。類似的研究之前在更簡單的生物體上進行過,例如線蟲 Caenorhabditis elegans 和果蠅的幼蟲階段。成年果蠅的大腦連接呈現出更復雜的行為供研究。
“我們正在解決的一個主要問題是,大腦中的 wiring、神經元和連接如何產生動物行為,”普林斯頓大學神經科學家瑪拉·穆爾西説,她是該研究的另一位共同負責人。
“果蠅是神經科學的重要模型系統。它們的大腦解決了許多與我們相同的問題……它們能夠執行復雜的行為,如行走和飛行、學習和記憶行為、導航、進食甚至社交互動,這是一種我們在普林斯頓實驗室研究的行為,”穆爾西補充道。
其中一項研究分析了與行走相關的大腦電路,並發現果蠅如何停止。另一項研究分析了果蠅的味覺網絡和清理電路,探討了它如何用腿去清除觸角上的污垢。還有一項研究關注視覺系統,包括果蠅的眼睛如何處理運動和顏色信息。還有一項研究分析了大腦中的連接性,發現了一大批“樞紐神經元”,可能加速信息流動。
研究人員繪製了一張地圖,追蹤果蠅大腦內半球和行為電路的組織。他們還識別了其大腦中所有細胞類別,確定了不同種類的神經元和這些神經細胞之間的化學連接 - 突觸,並研究了神經元分泌的化學物質類型。
這項工作是由一個大型國際科學家合作組織進行的,稱為FlyWire聯盟。
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