查看迄今为止最完整的 3D 大脑地图

现在，您可以探索动物中最大的高分辨率大脑连接图，这要感谢谷歌和弗吉尼亚州 Janelia 研究园区的研究人员。这张生动的大脑线路图（也称为连接组）勾勒出了果蝇大约 25,000 个神经元，它们通过 2000 万个突触连接在一起。它也相当漂亮。

该图描绘了果蝇半脑的 250 微米大小，约占整个器官的三分之一。它的厚度不到一角硬币的五分之一，包含与学习和记忆等关键功能相关的区域。

通过这张图谱，研究人员希望更好地掌握果蝇的神经系统。例如，中央复杂的大脑回路有助于运动控制、导航和睡眠（是的，果蝇会睡觉！）连接组学这一更广泛的领域在过去二十年中出现，旨在了解大脑结构与关键神经功能之间的关系。

该模型可能也是我们理解大脑内部联系的一个小而重要的进步。科学家目前已经绘制出人类大脑更广泛的结构联系，尽管他们还没有达到神经元特定的水平。

芝加哥大学心理学助理教授莫妮卡·罗森伯格 (Monica Rosenberg) 表示，谷歌的 3D 模型很有用，因为它支持对大脑区域之间功能相互作用的研究。罗森伯格通过建立大脑模型来揭开人类注意力模式的神秘面纱。

罗森伯格说：“从广义上讲，我认为这对跨物种神经科学都很重要。”

然而，她认为类似的 3D 人体模型不会很快问世。目前，这项工作需要处理难以想象的大量数据——此外，对人类大脑的侵入性研究目前正在讨论中。

不同果蝇的大脑连接也可能存在差异；单一模型可能无法提供任何普遍真理。耶鲁大学医学院助理教授达斯汀·谢诺斯特 (Dustin Scheinost) 表示，对人类大脑的研究依赖于人与人之间的差异。科学家分析了为什么有些人会患上某些疾病，而其他具有相似背景和遗传的人却不会患上，以便更好地了解特定疾病的根本原因。

“如何将其扩展到更复杂的动物将是一个大问题，”Scheinost 说。

尽管如此，果蝇模型并非易事。珍妮莉亚研究团队花了十多年时间完善原型，然后于 2014 年与谷歌的连接组学团队合作。研究人员开发了新的技术方法，对果蝇大脑进行染色，并将其切成 20 微米厚的薄片。接下来，他们用定制的离子束显微镜对其进行扫描。

扫描脑切片产生了巨大的 26 万亿像素的 3D 体积；仅一立方毫米的脑组织就能产生超过 1,000 TB 的数据。

它还需要一些老式的人力：该模型需要两年时间和数十万小时的人工校对，以确保每个微小的神经元形状都被正确呈现；研究人员使用 VR 耳机和 3D 自定义对象编辑工具仔细解析模型。

随着地图的发布，谷歌和 Janelia 免费在线提供了他们的数据和编码。罗森伯格说，这些开源材料反映了科学界更广泛的趋势，这促进了进一步的研究发展。她希望将来能看到更多这样的好现象。

“理解大脑和思维是一项艰巨的任务，”她说，“当我们齐心协力、分享发现时，我们将取得最大进展。”