雄性果蝇全脑与中枢神经系统连接图谱发布：16.6万神经元、1.25亿突触

Google Research 参与的一项由 HHMI Janelia 研究园区主导的项目，发布了雄性果蝇（Drosophila melanogaster）大脑与中枢神经系统的完整连线图。该图谱包含超过 16.6 万个神经元和 1.25 亿个突触连接，按神经元数量计算，是目前最大的脑图谱。

论文发表于 Cell，题为“Sexual dimorphism in the complete connectome of the Drosophila male central nervous system”，是长达十年的合作成果。Google Research 研究科学家 Michał Januszewski 与 Viren Jain 介绍了这项工作。

从大脑延伸到身体

除中央脑区和视叶外，图谱还包含相当于脊髓的腹神经索，因此可以把听觉、视觉和嗅觉输入与运动输出联系起来。神经形态由 HHMI Janelia 的人类专家团队完成标注与校对。数据可通过 Neuroglancer 浏览和下载，这是 Google 为可视化超大规模多维数据集开发的开源工具。

此前雌性果蝇的大脑及神经索图谱已经完成。两性图谱同时具备，使研究者能够比较神经元存在差异的脑区，用于研究果蝇求偶与攻击行为的生物学机制；在两性相似的区域，则可以观察个体之间的差异。

技术路径

脑组织被切成数百万张薄片，逐片成像，再借助人工智能（AI）拼接成三维重建结果。团队的工具包括 flood-filling 网络：从单个像素出发，识别出属于同一对象的其余像素。2019 年，Connectomics 团队发布了雌性果蝇全脑的全自动重建；2020 年发布了经人工校验的半脑图谱，含 2.5 万个神经元和 2100 万个连接。近期的一项工作把合成神经元加入训练数据，提升了重建系统 PATHFINDER 的速度与准确性。

连接组学正在向脊椎动物推进。在哥伦比亚大学主导、本周发表于 Nature 的研究中，该团队参与绘制了象鼻鱼后脑中负责信号处理的部分区域。人脑的 860 亿个神经元目前仍无法完整绘制。

详情见 Google Research 的公告。