| 送交者: 窗口1[☆★★声望品衔11★★☆] 于 2024-10-06 19:14 已读 930 次 | 窗口1的个人频道 |
"神经科学重大突破：首次以惊人细节完整绘制果蝇大脑 6park.com普林斯顿大学发布 2024年10月5日 无评论 阅读时间8分钟 6park.comFlyWire 6park.com6park.com对于许多令人心碎的大脑疾病——痴呆、帕金森、阿尔茨海默症等——医生只能治疗症状。医学界还没有治愈方法。 6park.com为什么？因为我们无法治愈我们不理解的东西，而人类大脑拥有数百万个神经元，通过数百万亿个突触相连，几乎复杂得令人绝望。 6park.com由普林斯顿大学领导的一支神经科学家团队现在在理解人类大脑方面迈出了一大步，他们构建了一张成年果蝇（Drosophila melanogaster）大脑的神经元对神经元、突触对突触的路线图——科学上称之为"连接组"。 6park.com 6park.com图片来源：Amy Sterling / FlyWire / 普林斯顿大学 6park.comFlyWire联盟构建了果蝇大脑中每个神经元的完整连接组。 6park.com由普林斯顿大学领导的一组科学家创建了首个成年果蝇大脑的详细连接组，这是一个包含近14万个神经元的复杂网络。这一神经科学的重要进展发表在《自然》杂志上，涉及全球多个机构的贡献，突出了果蝇大脑的复杂性以及它为人类神经系统疾病研究提供的潜在见解。 6park.com果蝇连接组所有神经元 6park.com这张图片显示了完整的果蝇连接组：成年果蝇大脑中的全部139,255个脑细胞。这些神经元内的活动驱动整个生物体，从感官知觉到决策再到飞行。这些神经元通过超过5000万个连接（突触）相连。由普林斯顿大学领导的游戏玩家、神经科学家和专业追踪者团队，使用2100万张图像，精心绘制出了每个脑细胞的位置和连接。图片来源：Tyler Sloan / FlyWire / 普林斯顿大学 6park.com突破性大脑绘图：成年果蝇的连接组 6park.com由普林斯顿大学领导的研究人员构建了首个成年果蝇（Drosophila melanogaster）大脑的详细神经元对神经元和突触对突触的路线图，实现了大脑研究的一个重要里程碑。这项研究是10月2日《自然》杂志特刊的旗舰文章，该特刊专门介绍新的果蝇"连接组"。 6park.com之前的努力绘制了线虫（C. elegans）的大脑，它有302个神经元，以及幼虫果蝇的大脑，包含约3,000个神经元。然而，成年果蝇的复杂程度要高出几个数量级，拥有近14万个神经元和约5000万个连接它们的突触。 6park.com果蝇与人类共享60%的DNA，四分之三的人类遗传疾病在果蝇中都有对应。理解果蝇的大脑是理解更大更复杂物种（如人类）大脑的一个重要步骤。
6park.com神经科学研究的协作努力 6park.com"这是一个重大成就，"普林斯顿神经科学研究所主任、与Sebastian Seung共同领导研究团队的Mala Murthy说。"目前还没有其他如此复杂的成年动物的完整大脑连接组。"Murthy也是普林斯顿大学Karol和Marnie Marcin '96神经科学教授。 6park.com普林斯顿大学的Seung和Murthy是《自然》杂志特刊旗舰论文的共同高级作者，该特刊包括九篇相关论文，作者群有重叠，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、柏林自由大学和马克斯·普朗克佛罗里达神经科学研究所的研究人员领导。这项工作部分由NIH的BRAIN计划、普林斯顿神经科学研究所的Bezos神经回路动力学中心和McDonnell系统神经科学中心，以及其他公共和私人神经科学研究所和基金资助，详细列表见本文末尾。 6park.com果蝇连接组50个最大神经元6park.com这张图显示了果蝇大脑连接组中50个最大神经元的精确位置和排列。这50个神经元，连同成年果蝇大脑中的另外139,205个脑细胞，由普林斯顿大学领导的神经科学家、游戏玩家和专业追踪者团队精心绘制。这些神经元（脑细胞）内的活动驱动着生物体的一切行为，从感官知觉到决策再到控制飞行。这些脑细胞通过超过5000万个连接（突触）相连。图片来源：Tyler Sloan和Amy Sterling / FlyWire / 普林斯顿大学 6park.com构建大脑图谱：FlyWire联盟 6park.com这张图谱由FlyWire联盟开发，该联盟总部设在普林斯顿大学，由全球76多个实验室的287名研究人员以及志愿游戏玩家组成。 6park.com《自然》杂志旗舰论文的第一作者Sven Dorkenwald领导了FlyWire联盟。 6park.com"我们构建的在很多方面都是一个图谱，"现在在华盛顿大学和艾伦脑科学研究所工作的普林斯顿2023年博士毕业生Dorkenwald说。"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。我们所做的就是构建一个大脑图谱，并为所有的企业、建筑、街道名称添加注释。有了这个，研究人员现在可以在我们试图理解大脑时周到地导航。" 6park.com就像一张地图既描绘出每条小巷也描绘出每条高速公路一样，果蝇连接组显示了果蝇大脑中各个尺度的连接。 6park.com果蝇大脑中的运动神经元 6park.com果蝇大脑中约100个运动神经元的3D渲染图。这些神经元控制果蝇的口器。颜色对应它们投射的神经。图片来源：FlyWire.ai，Philipp Schlegel（剑桥大学/MRC LMB） 6park.com人工智能和神经科学的进展 6park.com这张图谱是由一个科学家团队拍摄的2100万张雌性果蝇大脑图像构建而成，该团队由当时在霍华德·休斯医学研究所詹妮莉亚研究园区、现在在佛蒙特大学的Davi Bock领导。使用由与普林斯顿大学Sebastian Seung合作的研究人员和软件工程师构建的AI模型，这些图像中的块状物被转换成一张标记的三维地图。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他们正在进行的神经图谱。 6park.com果蝇视觉系统的3D渲染 6park.com果蝇视觉系统中75,000个神经元的3D渲染图。图片来源：FlyWire.ai，Philipp Schlegel（剑桥大学/MRC LMB） 6park.com"绘制整个大脑的地图得益于人工智能计算的进步。手动重建整个接线图是不可能的。这显示了人工智能如何推动神经科学向前发展，"研究共同领导者之一、普林斯顿大学Evnin神经科学教授兼计算机科学教授Sebastian Seung说。 6park.com"现在我们有了这个大脑地图，我们可以闭环确定哪些神经元与哪些行为相关，"Dorkenwald说。 6park.com这一发展可能导致针对大脑疾病的定制治疗。 6park.com"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理解它的基本逻辑，"美国国立卫生研究院BRAIN计划主任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连接的，我们就不会对健康大脑中正确发生的事情或疾病中出错的事情有基本的理解。" 6park.com有关这一突破的更多信息： 6park.com穿越果蝇大脑139,255个神经元的惊人旅程 6park.com参考文献："成年大脑的神经元接线图"，作者Sven Dorkenwald等，2024年10月2日发表于《自然》杂志。 6park.comDOI: 10.1038/s41586-024-07558-y 6park.com这项研究得到了国立卫生研究院（NIH）BRAIN计划（RF1 MH117815、RF1 MH129268、1RF1MH120679-01和U24 NS126935）和国家神经系统疾病和中风研究所（NINDS）（RF1NS121911）的支持；普林斯顿神经科学研究所的Bezos神经回路动力学中心和McDonnell系统神经科学中心；谷歌；艾伦脑科学研究所；国家科学基金会（NSF Neuronex2 2014862、Neuronex2 MRC MC_EX_MR/T046279/1、MRC MC-U105188491、PHY-1734030）；惠康信托合作奖（203261/Z/16/Z和220343/Z/20/Z）；Marie Skłodowska-Curie博士后奖学金（H2020-WF-01-2018-867459）；葡萄牙研究委员会（Grant PTDC/MED-NEU/4001/2021）；以及通过内政部（DOI）的情报高级研究计划活动（IARPA）（D16PC0005）。" 6park.comhttps://scitechdaily.com/neuroscience-game-changer-entire-fruit-fly-brain-mapped-in-stunning-detail-for-the-first-time/
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