欧美又有新突破!科学家绘制出苍蝇完整脑图谱,人脑何时能解密?

沧海梦想家 2024-10-08 15:00:47

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前言

在科技进步的浪潮中,苍蝇这样一个不起眼的小生物正悄然掀起一场革命,可能会成为解开人类大脑奥秘的关键。

欧美科学家们前不久的一项突破性研究,让这个小家伙一跃成为科学界的新宠。

这项研究究竟揭示了什么惊人的秘密?它又将如何影响我们对人类大脑的认知?

揭开苍蝇大脑的神秘面纱

当你挥舞着苍蝇拍,试图拍打那个烦人的小飞虫时,有没有想过,你其实在和一个微型超级计算机较量?

没错,就是我们平常看不起的苍蝇,它那米粒大小的脑袋里,竟然藏着一个复杂得让科学家们都惊叹不已的神经网络。

前段时间,一群欧美科学家完成了一项堪称壮举的研究,他们绘制出了苍蝇大脑的完整连接组图谱。

简单来说,就是他们把苍蝇脑袋里的每一根“电线”和每一个“开关”都精确地画了出来,这可谓是神经科学领域的一次巨大飞跃。

实际上,这是人类首次完整绘制出一种能行走、能看东西、还能做复杂动作的成年动物的大脑图谱。

更让人吃惊的是,科学家们发现苍蝇大脑里的神经元数量是之前研究过的动物的7倍之多,它为我们研究更复杂的大脑,比如人类的大脑,提供了宝贵的参考。

虽然苍蝇的大脑比起人类来说还是太简单了,但通过研究它,我们可以了解大脑工作的基本原理。

精密研究终成惊艳突破

那么,科学家们是怎么做到的,他们难道用显微镜盯着苍蝇的脑袋看了好几年吗?

说实话,现实比你想象的还要疯狂,科学家们把苍蝇的脑袋切成了7000片,每一片都比头发丝还要细。

但是,切片只是第一步,接下来,他们要把这些切片拼起来,就像拼一幅超级复杂的3D拼图,完成这些工作后,科学家们让AI来分析这些切片,识别每一个神经元,追踪它们的连接。

当然,AI也会犯错,所以科学家们还得一个个检查,修正AI的错误,前前后后修复了超过300万个连接点。

这个持续了4年多的项目,收集的整个数据集占用了100太字节的存储空间,相当于2500部高清电影,如果让一个人不停地工作来检查这些数据,估计需要33年才能完成。

而在这个过程中,科学家们发现了很多有趣的东西,他们确定了8400多种独特的细胞类型,其中包含4581种此前未知的类型。

可以说,这不仅仅是科学研究,更像是一场与时间赛跑的马拉松,并最终成功冲到了终点。

苍蝇大脑竟如此复杂

历经千辛万苦,科学家们到底收获了怎样惊人的成果?

整整四年多的漫长时光里,科学家们精心绘制出一张令人瞠目结舌的图谱,其中涵盖了 13 万个神经元以及 5000 万个连接组,细节详尽。

依托这些珍贵的数据,他们成功构建出整个果蝇大脑的计算机模型,能精准预测神经元的反应,准确率还高达 90%以上。

借助这个神奇的模型,科学家们深入剖析了果蝇行走以及如何停下等具体行为背后的大脑回路。

更让人意想不到的是,科学家们惊讶地发现,在苍蝇小小的大脑中,仅仅0.5%的神经元会产生变异,进而导致连接方式的差异。

这些令人瞩目的发现,不仅让我们对苍蝇有了全新的认识,更为关键的是,为我们理解包括人类大脑在内的更复杂大脑,提供了无比珍贵的线索。

这些发现对我们意义重大,有助于我们洞悉思维的特性、探寻大脑紊乱的根源,以及弄明白大脑是如何处理、存储和回忆信息的。

从苍蝇到人类大脑的探秘之旅

科学家们成功解析苍蝇大脑这一成就的确值得喝彩,但这究竟能给我们带来什么实际用处呢?

其实,这项研究的价值远超我们的想象,极有可能为人类大脑的研究开辟崭新的道路。

不妨把苍蝇的大脑想象成人类大脑的简化版本,通过对这个“简化版”的研究,我们能够更轻松地掌握大脑的基本运作原理。

这项研究对于我们理解人类大脑的功能起着重要作用,甚至可能助力我们找出一些大脑疾病的根源。

或许在未来的某一天,我们能够依靠对苍蝇大脑的研究,来攻克像阿尔茨海默症这样的难题。而且,这项研究的成果还可能在多个领域大放异彩。

我们可以借鉴苍蝇大脑的构造,来设计出效能更高的神经网络,依据苍蝇的运动控制体系,研制出更具灵活性的机器人。

而在神经科学范畴,这项研究也会给我们带来全新的研究手段与工具,未来的科技产物或许会融入“苍蝇大脑“的设计思路。

关键的是,这项研究为揭开人类大脑的神秘帷幕踏出了关键一步,虽说人类大脑约有 860 亿个神经元,远比苍蝇大脑复杂。

不过对苍蝇大脑的研究,让我们成功寻得一个关键突破点,虽小却可能带我们走向广阔科学天地。

结语

从一只小小的苍蝇开始,科学家们展开了一场惊心动魄的探索之旅,他们用精湛的技术和无尽的耐心,揭示了苍蝇大脑的奥秘,为我们打开了理解生命本质的一扇窗。

让我们保持好奇心,用敬畏的心态对待周围的一切,因为下一个伟大的发现可能就在我们身边。

信息来源:

新华网《里程碑!研究人员绘制出成年果蝇完整“脑图谱”》2024-10-04

学术经纬《探索大脑的新里程碑!《自然》封面专题:9篇论文首次绘制果蝇的完整大脑图谱》2024-10-03

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