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在科幻电影《变蝇人》中，一位科学家意外变成了一只翅膀昆虫，最终导致其毁灭。在关于果蝇的一系列科学文章中，一个科学家团队本周详细解说了黑腹果蝇大脑如何运作，为更好地理解人类将感官转化为动作、处理思维以及最神秘的经验储存为记忆铺平了道路。这些发表在《自然》杂志上的文章集成了一个大规模国际研究小组耗费十多年工作的成果，包括两个关键部分：一个列出并描述数千个神经细胞功能的“部件清单”
和一个描绘这些部件如何连接的“线路图”。七篇额外的论文探讨了如何利用这些数据了解果蝇大脑运作的影响。总的来说，这些研究提供了对复杂大脑的首次完整而详细的观察。来自果蝇大脑的神秘信号
这些神经科学家在项目中探讨的基本问题是果蝇大脑中数千个神经元（最终还有人类大脑中的数十亿个神经元）如何共同作用以处理转化为动作的信号。佛蒙特大学神经科学教授Davi Bock表示：“这只是一个基本的谜团。”
这项研究不仅仅停留在按类型计数和识别神经元的层面，因此成为一种可能性。地图还包括数百万个突触连接。“通过神经元之间的突触连接，我们可以将连通性纳入我们对类型的定义中，”Bock说，“这被证明是非常强大的。”记忆储存和检索的机制或许是神经科学中最大的未知。这份详细的地图可能会对此谜题有所启示。Bock说：“你的大脑由1000亿个神经元组成。
通过了解一种拥有10万神经元的动物，我们就可以更接近理解我们自己。”果蝇大脑如何帮助我们理解人类大脑
虽然从果蝇“大规模扩展”到人类似乎是一个巨大的飞跃，科学家创造的数据应该提供一个坚实的发力点。例如，许多人类和果蝇都共享的数千种神经元类型都很相似。由于这项工作，现在在果蝇中有更多被命名和识别功能的细胞类型，而在人类中却没有。比较人类大脑中未知的神经元与果蝇中已知的神经元应该有助于缩小这一差距。
同样适用于神经和基本神经网络对触觉或嗅觉等基本刺激的反应。该小组已经开始构建此类网络的计算机模型，可以将其应用于人类并最终进行扩展。Bock表示：“人类大脑和果蝇大脑之间存在惊人的汇合点，例如，嗅觉系统的相似性就令人震惊。”绘制神经元和大脑功能图谱
拥有整个果蝇大脑的地图及其组成部分的总和，应该能让研究人员对这种系统如何运作进行更为精细的观察。
剑桥大学的合著者Gregory Jefferis在一份新闻稿中说：“如果我们想要理解大脑如何工作，我们需要对所有神经元如何结合在一起并让你思考的机制性理解。”“对于大多数大脑来说，我们不知道这些网络如何运作。现在对于果蝇来说，我们有了这个完整的线路图，这是理解复杂大脑功能的关键一步。”达到这个程度是一个漫长而艰辛的过程，涉及数百名科学家。
它始于2013年当Bock和同事在弗吉尼亚州霍华德·休斯医学研究所的Janelia研究园区移除一个罂粟种子大小的果蝇大脑，将其浸入树脂中使其硬化，然后将该块切成比人头发还薄的许多片，并通过高分辨率显微镜拍摄每张切片。这还算是容易的部分。他们重复了这一过程一千多次，获得数百万张图片。然后，全球团队开始标识每一个单独的神经元和突触连接。最后，他们使用复杂的计算机软件将这些片段组合成三维地图。
Bock说，参与这项目的工作体现了他选择这一研究领域的本质。“我们每个人每天都在携带大约1000亿个共同工作的神经元，并且我们认为这是理所当然的。但某种程度上，它产生了我们称之为生活体验的东西，”Bock说。“这是一个深刻的谜团，也是吸引大多数神经科学家进入这一领域的原因。”
果蝇大脑研究的关键数据
76个实验室和287名参与者
7,050个大脑切片
2100万张显微镜图片
139,255个神经元
5000万个化学突触
8,453种细胞类型（目前人类大脑中仅识别出3,300种神经元细胞类型）
490英尺的神经“布线”
