一个由普林斯顿大学领导的科学家团队通过一只成年果蝇（Drosophila melanogaster）的大脑建立了首个神经元和突触之间的路线图，标志着大脑研究的一个重要里程碑。该研究结果刊登在10月2日的《自然》杂志特刊上，这是一篇关于新型果蝇“连接体”的旗舰文章。

之前的研究人员绘制了秀丽隐杆线虫的大脑，有302个神经元，而果蝇幼虫的大脑有3000个神经元，但成年果蝇的大脑要复杂几个数量级，有近14万个神经元，大约5000万个突触将它们连接起来。

果蝇拥有60%的人类DNA，四分之三的人类遗传疾病与果蝇有相似之处。了解果蝇的大脑是了解更大更复杂物种（如人类）大脑的垫脚石。

“这是一项重大成就，”普林斯顿神经科学研究所（Princeton Neuroscience Institute）主任马拉·默蒂（Mala Murthy）说，她与该研究团队的共同负责人塞巴斯蒂安·胜（Sebastian Seung）共同领导了这项研究。“对于这种复杂的成年动物来说，没有其他完整的大脑连接组。”Murthy也是普林斯顿大学carol and Marnie Marcin 1996年的神经科学教授。

普林斯顿大学的Seung和Murthy是《自然》杂志旗舰论文的共同资深作者，其中包括一套由普林斯顿大学、佛蒙特大学、剑桥大学、加州大学伯克利分校、加州大学圣巴巴拉分校、Freie Universität-Berlin和马克斯普朗克佛罗里达神经科学研究所的研究人员领导的九篇相关论文，这些论文的作者相互重叠。这项工作的部分资金来自美国国立卫生研究院的BRAIN计划，普林斯顿神经科学研究所的贝索斯神经电路动力学中心和麦克唐纳系统神经科学中心，以及本文件末尾列出的其他公共和私人神经科学研究所和基金。

该地图是由位于普林斯顿大学的FlyWire联盟开发的，该联盟由来自76个实验室的287名研究人员和志愿者组成。

斯文·多肯瓦尔德（Sven Dorkenwald）是《自然》杂志那篇旗舰论文的第一作者，也是FlyWire Consortium的带头人。

“从很多方面来说，我们建立的是一个地图集，”多肯瓦尔德说。他是普林斯顿大学2023年的博士研究生，目前在华盛顿大学和艾伦脑科学研究所工作。“就像你不想在没有谷歌地图的情况下开车去一个新地方一样，你也不想在没有地图的情况下探索大脑。我们所做的是建立一个大脑的地图集，并为所有的企业，建筑，街道名称添加注释。有了这个，研究人员现在有能力在我们试图理解大脑的时候深思熟虑地导航大脑。”

就像一张地图可以标出每一条小巷子和每一条高速公路一样，果蝇的连接组显示了果蝇大脑内各种规模的联系。

这张地图是由大卫·博克（Davi Bock）领导的一个科学家团队根据2100万张雌性果蝇大脑的图像绘制的，当时他在霍华德·休斯医学研究所的珍妮莉亚研究校区，现在在佛蒙特大学。研究人员和软件工程师与普林斯顿大学的塞巴斯蒂安·胜（Sebastian Seung）合作建立了一个人工智能模型，利用这个模型，这些图像中的块状物和斑点被变成了一个有标签的三维地图。研究人员没有对他们的数据保密，而是从一开始就向科学界开放了他们正在进行的神经图谱。

“人工智能计算的进步使绘制整个大脑成为可能。手工重建整个接线图是不可能的。这项研究的共同负责人之一、普林斯顿大学埃文神经科学教授、计算机科学教授塞巴斯蒂安·胜（Sebastian Seung）说，这展示了人工智能如何推动神经科学向前发展。

多肯瓦尔德说：“现在我们有了这张大脑地图，我们就可以关闭与哪些神经元与哪些行为相关的回路。”

这一进展可能导致针对脑部疾病的量身定制的治疗方法。

“在许多方面，它（大脑）比任何人造计算机都更强大，但在很大程度上，我们仍然不了解其潜在的逻辑，”美国国立卫生研究院大脑计划主任约翰·恩盖（John Ngai）说，该计划为FlyWire项目提供了部分资金。“如果不详细了解神经元是如何相互联系的，我们就无法基本了解健康的大脑中什么是正确的，疾病中什么是错误的。”