隨著世界上第一份完整的、高分辨率的幼年果蠅大腦地圖的公布，科學家們離理解意識又近了一步。這是有史以來構建的最復雜的動物大腦連接組，為人工智能和神經科學發(fā)展的一個革命性的新領域鋪平了道路。
這個新的線路圖是劍橋大學和約翰霍普金斯大學的科學家們的工作成果，它是迄今為止第四個完整的連接組。此前，更簡單的秀麗隱桿線蟲、幼年海鞘Ciona intestinalis和海洋蠕蟲Platynereis dumerilii的大腦之前已經被繪制出來，但是這些大腦最多有幾百個神經元和幾千個突觸（連接）。
幼年果蠅（Drosophilia melanogaster）的高分辨率連接組成像顯示了3016個神經元和它們之間的548000個連接。對于渴望全面繪制一種與人類共享大量基本生物學知識的昆蟲的大腦的科學家來說，這已經是一個漫長的過程了。
'已經過去50年了，這是第一個大腦連接組。'約翰霍普金斯大學生物醫(yī)學工程師約書亞-T-沃格爾斯坦說：'這是一面旗幟，我們可以做到這一點。所有過程都在為這而努力。'
這項具有里程碑意義的工作花了12年時間才完成，其中涉及的復雜過程令人震驚。首先，該團隊使用電子顯微鏡將六小時大的雌性果蠅幼蟲的大腦直觀地切成了鹽粒大小，不僅是幾個部分，而是成千上萬個部分。
雖然電子顯微鏡捕捉到了每個切片的圖像，但僅成像一項，3016個神經元中的每一個仍然需要一天時間。
劍橋大學和約翰霍普金斯大學的科學家們跨領域的聯(lián)合研究，包括神經科學、微生物學和計算機科學，看到了高清晰度的完全實現(xiàn)的大腦地圖。成像顯示了每一個神經元和連接，并對思維處理和行為提供了迷人的見解，例如最繁忙的電路如何通往和離開大腦的學習中心。
果蠅具有復雜的學習和決策行為，它們是神經科學研究中研究最多的動物之一。更重要的是，該地圖揭示了讓人聯(lián)想到機器學習架構的電路特征，這甚至可能為新的人工智能提供參考。
Vogelstein說：'我們對果蠅代碼的了解將對人類的代碼產生影響。這就是我們想要了解的--如何編寫一個導致人類大腦網絡的程序。'
繪制老鼠大腦的研究正在進行中，并可能在未來十年內實現(xiàn)。但這是一項艱巨的任務，其規(guī)模估計又要比幼年果蠅大一百萬倍。
目前的計算工具可以追蹤數(shù)以百萬計的神經通路，但不能像人腦那樣擁有數(shù)萬億的神經通路。我們不太可能在很長一段時間內看到一個完整的人類連接組--這可能會映射出我們復雜意識的關鍵。
這項研究發(fā)表在《科學》雜志上。
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