普通果蝇(Drosophila melanogaster)的大脑并不比罂粟籽大,但这极小的一块组织中包含了成千上万的神经元,它们之间由数以千万计的突触连接起来。尽管它无法与拥有800多亿个神经元的人类大脑相匹敌,但在研究复杂动物的一些基本行为背后的神经环路方面,苍蝇这个器官仍然是一个无价的工具。科学家们利用果蝇构建了迄今为止最大的大脑地图。
创造果蝇连接体的梦想——神经元和突触的接线图——已经孕育了十多年,Howard Hughes医学研究所Janelia研究园的执行主任Gerry Rubin说。鲁宾和他的同事们在Janelia FlyEM集团现在迈出了巨大的一步,使这一目标成为现实:他们已经完成了一个连接体的一个地区,面积约为三分之一的苍蝇的大脑,包括地区参与关键功能,比如学习、气味和空间导航。这个被称为半脑的数据集包含超过20,000个神经元和大约2,000万个突触连接。今天,研究小组将数据发布在Janelia的网站上,并将相关手稿发布在bioRxiv预印服务器上。
鲁宾把连接体比作谷歌地图。以同样的方式使用导航工具搜索路线从纽约到旧金山,连接体可以揭示通路连接神经元和神经元研究人员详细整个果蝇大脑成像在过去但分辨率较低。迄今为止,唯一完整的连接体是线虫的连接体,它只有302个神经元。鲁宾说:“我认为,这个数据公布的真正重大影响将是向人们展示,当你有一个具有有趣行为的动物的完整连接体时,你就能得到这样的洞见。”
这一壮举需要来自生物学、计算机科学和物理学等不同学科的数十名研究人员的努力。它也包含了许多艰苦的步骤:切片样本,用聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM)对它们成像——一种利用带电粒子缓慢地切割组织块的技术——以及识别和标记神经元和突触。
最后一步是通过结合谷歌的机器学习算法和Janelia的校对团队来完成的。据鲁宾说,与谷歌的合作是由维伦·贾恩(Viren Jain)促成的,他是科技公司的研究科学家,曾在Janelia工作过。Jain和他的同事们正在寻找一个数据集来测试谷歌的成像分割算法——这个过程包括识别图像的组成部分并对其进行标记。另一方面,Janelia正在寻求帮助来分析果蝇大脑成像产生的大量数据。
“果蝇[神经科学]界将从这些连接体数据中获益良多,”德国马丁斯德里的马克斯·普朗克神经生物学研究所的神经学家亚历山大·博尔斯特说。Borst不是FlyEM的一部分,但是Rubin的合作者之一,他注意到连接体数据有一些局限性。虽然这样的信息可以为研究人员节省大量的时间,因为它使他们不必为寻找与他们感兴趣的神经元的突触连接而进行艰苦的实验,但他说:“单独地,[一个连接体]并不能解决大脑如何控制行为的谜团。”“它提供了一个数据集,就像电话簿一样,人们可以在那里查找电话号码。”
果蝇的大脑本身也有一定的局限性。虽然昆虫可以用来研究诸如导航和嗅觉等功能,但啮齿类动物或灵长类动物拥有更多模仿人类的行为。出于这个原因,今天刚刚在百度搜素198彩注册,发现现在开户可以找总代申请198
198彩网址注册彩金,真的假的呢?,科学家们也希望建立一个小鼠大脑的连接体。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的一个顾问小组最近在其《大脑创新2.0》(BRAIN Initiative 2.0)报告中将该计划确定为一个“变革性项目”。然而,也有一些挑战。老鼠的大脑不仅比苍蝇的大脑大得多,而且它们之间的差异也更大。普林斯顿大学的神经学家Sebastian Seung说,与蠕虫和苍蝇不同,198彩总代返点待遇是什么,
198彩票总代带玩团队具体的点数日工资跟分红需要你去联系198彩票总代1号团队扣扣33287162,老鼠和人类的大脑对经历的可塑性更强。(Seung不是FlyEM公司的成员,但参与了FlyWire项目,该项目旨在通过众包的帮助建立一个苍蝇连接体。)
FlyEM小组目前正致力于构建果蝇整个神经系统的电路图,该神经系统包括整个大脑和神经索(昆虫体内的一种类似脊髓的结构)。FlyEM项目的负责人Stephen Plaza说,他和他的同事希望在未来两年内完成这个项目。与此同时,他补充说,该小组计划继续评估半脑数据,并在用户发现任何被错误标记的连接缺失的神经元时更新它们。“我们无论如何都不指望这是最后一章,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5
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