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科学家绘制出最复杂的昆虫大脑“电线”图

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研究人员了解大脑的结构并绘制出相当详细的图谱,但他们仍然不知道大脑是如何处理数据的——这需要详细的大脑“方案”。 科学家们现在已经为果蝇幼虫绘制了这样一张地图。 据 Neuroscience News 报道,它被称为连接,显示了昆虫的 3016 个神经元和 548 个突触。 该地图将帮助研究人员更好地了解昆虫和动物的大脑如何控制行为、学习、身体功能等。 这项工作甚至可能会激发人工智能网络的改进。

MRC 分子生物学实验室的 Marta Zlatik 教授说:“到目前为止,我们还没有看到除了蛔虫 C. elegans、线虫蝌蚪和幼虫海洋环节动物以外的任何大脑结构,它们有数百个神经元。” - 这意味着神经科学大多在没有电路的情况下工作。 在不知道大脑结构的情况下,我们猜测计算是如何进行的。 但现在我们可以开始对大脑的工作原理有一个机械的了解。”

科学家绘制出最复杂的昆虫大脑“电线”图

为了创建地图,该团队用电子显微镜扫描了数千张幼虫大脑切片,然后将它们整合成一张详细的地图,标记了所有的神经连接。 接下来,他们使用计算工具来确定信息流的可能路径和昆虫大脑中“图解图案”的类型。 他们甚至注意到一些结构特征与现代深度学习架构非常相似。

科学家绘制了果蝇大脑的详细地图,它比果蝇幼虫复杂得多。 然而,这些地图不包括获得大脑真实示意图所需的所有详细连接。

科学家绘制出最复杂的昆虫大脑“电线”图

在下一阶段,该团队将研究用于学习和决策等行为功能的结构,还将研究昆虫执行某些动作时连接组的活动。 尽管果蝇的幼虫是一种简单的昆虫,但研究人员希望在其他动物身上也能看到类似的模式。 “正如基因在整个动物王国中都是保守的一样,我认为实现这些基本行为模式的回路的基本图案也将得到保存,”Zlatik 说。

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