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新華社北京3月20日電 一個國際科研團隊日前在美國《科學》雜志上發表論文說，他們繪制出了果蠅幼蟲腦部的完整連接組，即包含所有神經元及其連接狀況的線路圖。這是第一份完整的昆蟲“腦圖譜”，將成為神經科學研究的重要工具，并可能為人工智能發展提供參考。

英國劍橋大學、美國約翰斯·霍普金斯大學等機構的研究人員經過12年的努力，繪制了這個包含3016個神經元、548000個突觸的高清連接組，是迄今繪制的最復雜、最完整的動物連接組。突觸是神經元之間或神經元與其他細胞連接的“接頭”，信息通過突觸在細胞之間傳遞。

研究人員使用一只孵化后6小時的黑腹果蠅幼蟲，將它的腦切成幾千片，分別用電子顯微鏡在納米尺度上成像，辨認神經元和突觸，拼合到一起成為完整的三維圖像。

團隊隨后根據突觸連接特點將神經元分為93類，并分析了神經元和突觸在全腦的分布、信息流動方向等特征。研究顯示，果蠅幼蟲腦部的某些特征與當前最先進的人工智能深度學習架構類似，如跳躍連接、嵌套循環等。

如果將動物的腦比作電腦，繪制出精確到單個神經元的連接組，相當于從集成電路線路圖的層面弄清這臺電腦的構造，對理解其運行機制至關重要。由于技術限制，此前人們只繪制了秀麗隱桿線蟲等三種簡單生物的完整連接組，分別包含幾百到一千多個神經元。

與脊椎動物相比，果蠅的神經系統規模很小、易于研究，但又有一定的復雜性，使果蠅擁有豐富的行為，包括學習、根據價值進行決策、在不同情況下采取不同行動等，這使果蠅在神經科學研究方面有著重要作用。

哺乳動物的腦比果蠅復雜得多，例如小鼠約有7000萬個腦神經元，人類約有860億個。以目前的技術，短時間內還無法繪制出哺乳動物的全腦連接組。

來源：新華網

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責任編輯：馮崢

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