AI助力绘出成年雄性果蝇完整中枢神经系统图谱：涵盖逾16.6万个神经元
· 来源：in.mashable.com
谷歌研究团队与HHMI珍利亚研究园区等机构合作，借助人工智能和电子显微镜数据重建了成年雄性果蝇脑与腹侧神经索的完整连接图谱，创下按神经元数量计最大的细胞级脑图谱纪录。
9月3日，谷歌研究团队、霍华德·休斯医学研究所（HHMI）珍利亚研究园区及科研合作伙伴宣布，已完成一只成年雄性黑腹果蝇的完整脑部和中枢神经系统连接图谱。该成果覆盖脑、视叶及腹侧神经索，重建超过16.6万个神经元及其大量突触连接，被称为目前按神经元数量计规模最大的完整细胞级脑图谱。
所谓“连接组学”，旨在绘制神经元及其相互连接构成的“线路图”。果蝇虽体型微小、脑部小于一粒米，却长期是遗传学、神经科学和行为研究的重要模式生物。此次图谱纳入了果蝇负责视觉、感觉输入和运动输出等功能的中枢神经系统结构，为研究感觉信息如何转化为行走、觅食、求偶等行为提供了可检索的基础资源。
这项工作历时近二十年。研究人员首先利用纳米级电子显微镜获取海量连续二维切片图像，再将图像中的神经元结构拼接、追踪为三维形态。谷歌研究团队开发的人工智能系统PATHFINDER采用卷积神经网络，协助在图像数据中逐像素追踪神经元；但自动化结果仍需科研人员和全球社区参与校验、标注与修订。
据谷歌介绍，图谱包含约1.25亿个突触连接。普林斯顿大学计算神经科学家塞巴斯蒂安·宋曾估算，若完全依赖人工完成同等规模的重建，或需接近5万个人年。AI在这一项目中的作用并非取代研究人员，而是显著压缩了从海量图像中提取神经线路的工作量，使大尺度、细胞级重建更具可行性。
新成果也为比较雌雄果蝇的神经线路提供了参照。2024年，另一支由普林斯顿大学领衔的团队曾完成雌性果蝇大脑连接组，覆盖约13.9万个神经元；此次则进一步将雄果蝇的脑外中枢神经结构纳入。报道指出，这类比较有望帮助识别与求偶、攻击及其他性别差异行为相关的神经元类型和回路。
研究团队已开放相关数据，供科研人员用于视觉、运动和社会行为等课题。尽管人脑约有860亿个神经元，距离完整绘制仍极为遥远，但果蝇图谱展示了自动化显微图像分析与人工审校结合的路径，也为未来研究斑马鱼、小鼠乃至脑疾病相关神经回路提供方法学参考。
—— 综合整理自：Mashable、Google News/Google Research在X发布的信息、Digg