来自英国剑桥大学、美国约翰斯•霍普金斯大学等多家顶尖机构的研究人员，首次完整地对果蝇幼虫的大脑连接组进行重建，绘制出第一张完整的昆虫大脑图谱，包括所有神经元和突触。这是了解大脑如何处理感官信息流并将其转化为行动的里程碑式成就。2023年3月9日，《科学》发表了这项研究成果。

  上世纪70年代，人类开始了以蛔虫为首个实验对象的大脑图谱绘制历程，最终产生了部分图谱并获得了诺贝尔奖。从那时起，部分连接体已被映射到许多系统中，包括果蝇、小鼠甚至人类。但这些重建通常只代表整个大脑的一小部分，综合连接体仅针对体内有几百到几千个神经元的几种小物种生成，如蛔虫、海鞘幼虫和海洋环节动物蠕虫幼虫。

  研究人员花了一年半时间，用纳米分辨率的电子显微镜捕捉了一只出生6小时的果蝇幼虫的大脑图像。然后，他们使用计算机辅助程序精确定位神经元和突触，并花了几个月的时间手动检查它们。在计算机分析的辅助下，研究人员确定了3016个神经元，其中93%与另一个大脑半球的伙伴神经元配对。大多数未配对的神经元是凯尼恩细胞，即学习和记忆中心的关键神经元。研究人员随后追踪了每个神经元的扭曲连接，并注释了54.8万个突触，这些突触可分为4种类型。他们还开发了计算工具，以识别昆虫大脑中可能的信息流路径和不同类型的电路图案。

  研究团队特意选择了果蝇幼虫，因为对于昆虫而言，该物种与人类共享许多基本生物学特性，同时，它还具有丰富的学习和决策行为，这使其成为神经科学中最有用的模型生物之一。出于实用目的，研究人员还可在合理的时间范围内对其相对紧凑的大脑进行成像并重建其回路。

  这是有史以来第一张昆虫大脑“地图”，也是神经科学领域的一项里程碑式成就，使科学家更接近对思维机制的真正理解，为未来的大脑研究提供支持，并且还可能激发新的机器学习架构。■