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参考消息网12月6日报道 据英国《新科学家》周刊网站12月2日报道,一只果蝇幼å虫大脑内部的神经连∫接已经被全部绘制出来,这是人类迄今为止描绘的最大的全脑“连接组”。它将使研究人员能够了解信号如何在果∼蝇的大脑中传输,大脑不同区域如何相互作用,以及在神经层面特定行为是如何生成的。
未参ਯ与这项研究的英国埃克塞特大学神经科学教授加什帕尔·耶凯伊说:લ“大脑的所有神经元都被重建,并ઝ且所有神经连接都得到了分析。”他称这项工作“非常重要”。
大脑主要由被称为神经元的细胞构成。相邻的神经元可以在被称为突触的细胞之间的连接处互相发出信号,其中一个神经元释放一种被称为神经递€质Æ的化学物质,另一个神经元则接收这种化学物质。大脑的神经元和突触的完整图谱被称为连接组。
生物学家迄今已绘制出一些相对简单的动物的连接组。第一个是秀丽隐杆线虫,它的整个身体只有Š302个੬神经ü元,其连接组上世纪80年代就被绘制出来。
距今较近的一次成果是在2020年,耶凯伊及其同事描绘了杜氏阔沙ƒ蚕幼虫连接组的1500多个神经元ઙ。
还有É一些研究小组正在研η究脑部更大的动物的连મ接组,比如老鼠和人类。然而,由于数据集规模庞大,重建这些连接组是一项挑战。
此次的新连接组由剑⇑桥大ਜ਼学的玛尔塔·兹拉蒂奇和她的同事绘制,属于黑腹果蝇的幼虫。黑腹果蝇是一种标准的实验动物,人们对其生命机理已有详细了解。兹拉蒂奇拒绝就这项研究接受采访。Π
该研究小组将一个6ρ小时大的黑腹果蝇幼虫的大脑切割成4841片,并用高分辨率电子显微镜进行扫描。然后,研究人员将这些图像数字化,并耐心地将它们重新组合成一张三维图形。在计算机∝分析的帮助下,他们对这些图像进行了研究,直到能够分片追踪神经元并识别所有突触。由此生成的图谱包括3013个神经元Ω和54.4万个突触。
美国哈佛大学的凯瑟琳·杜拉克说,这些数据揭示了这些神经元连接的é“深层逻辑”÷。
不过,纽约爱因斯坦医学院的斯科特·埃蒙斯说,仅仅绘制出突触并不能提供全貌。埃蒙斯2019年绘制出了雌雄两性的秀丽隐杆线虫的连接组。神经元还可以通࠽过荷尔蒙等缓慢释放的化学物质以及细胞之间的Ö其他连接(即缝隙连接)相互对话。
他说,所有这些都必须考虑在γ内,但新绘制的连b3;接组中只包 括突触。
兹拉蒂奇的团队总共识别了90种神—经元,每种神经元都有独特的形状、连接模式和研究人员设想的功能,他们还描ⓟ绘了整个⊄大脑中这种连接的程度。
杜拉克说,进入果蝇大脑的大多数感觉信息都会非常迅速地传播,只需在脑细®胞间跳跃3次就能到达帮助控制身体其他部分的输出神经元。此外,62%的神经元从幼虫的每一个感官接收信息κ。
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