細繪製出人類大腦圖譜可以幫助我們解開關於大腦的謎題，但是人類大腦異常精密複雜，實現這個目標還需要很長的時間。然而，科學家們還是向著這一目標邁出了重要一步。一個研究團隊首次繪製出了黑腹果蠅整個大腦的高清晰度三維圖像。這幅圖像展示了果蠅大腦中的100000多個神經元，這是迄今為止最完整的大腦圖譜。這項研究已發表在《Cell》上。
黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）的大腦只有罌粟種子的大小，但仍然具有令人難以置信的複雜程度。這項工作涉及在超過7,000個腦切片中結合的大約2100萬張圖像。
科學家們能將這張極度詳細的圖片放大至納米級別，並追蹤單個神經元的通路。
這張大腦圖譜能夠幫助我們更好地理解果蠅和人類大腦和神經細胞是如何運作的。看看這些神經元相互連接的複雜路線吧。
圖片來源：Z. Zheng et al./Cell 2018
研究人員之一，美國霍華德休斯醫學研究所(HHMI) 的Davi Bock說：“在此之前，我們從未以如此高的分辨率來繪製果蠅大腦的完整圖譜，我們甚至可以在這張圖中看到神經元之間的連接。我們每次以更高的分辨率和完整度觀察圖片時，都會發現新的東西。”
為了繪製這張圖片，科學家們利用了一種名為連續切片透射電子顯微鏡的技術。首先，研究人員用重金屬裝載細胞膜，標記神經元的輪廓和連接它們的突觸。接下來，電子束照射果蠅大腦。這些電子在遇到金屬的時候會發現散射和反射，這與X射線的工作方式類似，X射線遇到骨骼時就會被阻擋。
Bock說：“我們看到的景象就像是大腦中有一碗完全糾纏在一起的意大利麵。”
另外的設備包括兩臺高速照相機和兩套定製的系統，該系統使整理數百萬幅圖片的過程比正常情況下要快得多。一個完整的大腦切片可以在7分鐘內生成，這比以前的方法快了五倍。
接下來的步驟是繪製果蠅大腦中的全部100000個神經元，這需要花費一些時間。
這張圖已經為人們帶了一些發現，研究人員通過它發現了一組神經元連接到大腦中負責記憶和學習的區域的路線，即所謂的嗅覺投射神經元。他們還發現了神經元和之前尚未發現的信息通路，這能夠幫助他們理解果蠅的學習方式。
Bock說：“果蠅能夠學習和記憶。它們知道哪裡安全哪裡危險。它們擁有精心設計的求偶和修飾行為。”
現在，所有人都可以下載這些數據並進行研究，該團隊希望這張圖片可以使人們更好地理解果蠅的行為。
這項技術也適用於人類大腦嗎？人類大腦中的神經元比果蠅大腦中的神經元多出100萬倍，所以，要實現這一目標，我們可能還需要很多年。
現在，科學家們擁有大量的數據結合果蠅圖片進行研究，負責這項研究的科學家指出，果蠅的複雜程度超過人們想象。這意味著我們還有很多的神經元連接需要去分析。
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