参考消息网10月4日报道 据美国《纽约时报》网站10月2日报道，果蝇的大脑非常小，但如此微小的空间却容纳了巨大的复杂性。其中将超过14万个神经元连接在一起的通路长达约150米。10月2日，数百名科学家在英国《自然》周刊上发表一系列论文，公布了这些神经连接的惊人细节。果蝇大脑的神经连接图谱将造福那些长期研究黑腹果蝇神经系统的研究人员。
在此之前，一种微小蠕虫是唯一被科学界重现了大脑结构的动物成体，但那种蠕虫的整个神经系统仅包含385个神经元。果蝇大脑神经连接图谱项目负责人之一、美国普林斯顿大学神经生物学家玛拉·穆尔蒂表示，新公布的图谱标志着“我们首次得到复杂大脑的完整图谱”。
另一些科学家表示，分析果蝇大脑的神经通路将揭示各种适用于其他物种大脑的规律，包括有助于揭秘拥有860亿个神经元的人类大脑。
参与此次研究的一个科研团队揭示了感官信号如何在大脑中传递，以及如何促使大脑发出指令。科研团队利用计算机模拟了完整的果蝇大脑。发觉虚拟味道后，“大脑”就会发出“伸舌头”的信号。
另一位来自普林斯顿大学的项目负责人承现峻表示，这些模拟实验让他想起很久以前就存在的所谓通过“意识上传”把人脑信息转移至电脑的猜想。承说：“意识上传一直是科幻题材，但如今，至少就果蝇而言，意识上传正在成为主流科学。”
图谱绘制工作始于2013年，当时供职于美国霍华德·休斯医学研究所珍妮莉娅研究园区的神经学家达维·博克及其团队把一只成年果蝇的大脑浸泡在化学溶液中，使其硬化成一个小颗粒。随后，科研团队从颗粒顶部刮下薄片，并用显微镜给其拍照。为获取整个蝇脑的信息，他们拍摄了7050个切片，制作了大约2100万张照片。
承现峻的团队则开发了解读这些图像的软件。他们利用计算机识别出每张照片里的神经元横截面，把图像堆叠成细胞的三维影像。
计算机有时会犯错。一个由果蝇专家和爱好者组成的团队会检查图谱，纠正错误。
科学家花了十年多才制作出这一史上首个高分辨率果蝇大脑模型。英国剑桥大学神经学家格雷戈里·杰弗里斯及其团队根据神经元的不同形状，把果蝇的脑细胞分成8453个不同类型，完成了迄今规模最大的脑细胞类型编目。相比之下，科学界迄今只确定了3300种人脑细胞类型。
通过跟踪图谱上的神经元，穆尔蒂及其团队收集了有关不同类型细胞有何作用的线索。比如，某些类型的神经元可以命令爬行中的果蝇停下步伐。科研团队发现，有一条神经通路可以阻断爬行指令，另一条通路可以停住果蝇的足部关节。
美国加利福尼亚大学伯克利分校的菲利普·邵(音)团队利用图谱构建了一个虚拟的果蝇大脑，可以模拟神经元向周围细胞传递信号的过程。
邵的团队测试了虚拟大脑对食物的反应。果蝇的口器分布了对糖敏感的神经元。科研团队激活了这些神经元，观察到有信号在果蝇大脑中快速传递。
虚拟大脑做了真实大脑会做的事情：命令口器向外伸出，便于果蝇进食。而且，如果虚拟果蝇仅仅在口器右侧感受到甜味，大脑就会命令口器向右边弯曲。
未参与新图谱绘制的美国埃默里大学果蝇专家安妮塔·德维内尼表示，她依赖这些新资源筹划新的实验，“我们现在做的每一件事情都会用到它”。
穆尔蒂及其团队希望利用新图谱来发现复杂大脑的基本规律，比如神经元连接如何实现信号在整个大脑中的快速传递。不过科研团队也认识到，体积更大的大脑或许不会完全遵循相同的规律。
现在，科学家们着手绘制一套更庞大的图谱：神经元数量约为果蝇1000倍的小鼠大脑。
未参与图谱项目的美国艾伦脑科学研究所神经学家曾宏奎认为，完成果蝇大脑的神经连接图谱有助于加快小鼠大脑项目的进度，这对于科学家能在有生之年完成小鼠项目至关重要。
他说：“任何改进都可能带来很大的不同。我们等不了一万年。”（编译/刘子彦）
研究人员借助人工智能生成的果蝇大脑神经连接图（美国普林斯顿大学网站）
