一直以來(lái),科學(xué)家都希望能夠繪制出完整的大腦結(jié)構(gòu),了解神經(jīng)系統(tǒng)是如何工作的。大腦可以說(shuō)是人的核心,對(duì)于人們來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。而研究人類(lèi)大腦的表現(xiàn),或許也有助于人們對(duì)人工智能進(jìn)行研究,展現(xiàn)出強(qiáng)大的發(fā)展實(shí)力。這些年來(lái),科學(xué)家們也一直將發(fā)展方向鎖定在果蠅的大腦。
據(jù)了解,果蠅的大腦大概有10萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元,相對(duì)其他物種的大腦來(lái)說(shuō)還是比較小的,老鼠大腦有1億個(gè)神經(jīng)元,人類(lèi)的大腦有1000億個(gè)神經(jīng)元,果蠅的大腦研究起來(lái)比較容易,如果能夠率先在果蠅的大腦研究中取得突破,那么未來(lái)人類(lèi)的大腦結(jié)構(gòu)也能夠逐漸破解。
近日,這一領(lǐng)域的研究實(shí)現(xiàn)了里程碑式的突破,來(lái)自Google和弗吉尼亞州珍妮莉亞研究園區(qū)的科學(xué)家發(fā)布了目前為止最大的高分辨率大腦連接圖,展示出的果蠅的大腦區(qū)域?qū)挻蟾艦?50微米,相當(dāng)于兩根頭發(fā)絲的厚度,圖片中顯示出的黃色、藍(lán)色和紫色、綠色等線(xiàn)則代表著果蠅大腦內(nèi)部出現(xiàn)的數(shù)千個(gè)腦細(xì)胞和數(shù)萬(wàn)個(gè)連接。通過(guò)追蹤每個(gè)神經(jīng)元的路徑發(fā)現(xiàn),其含有25000個(gè)神經(jīng)元,擁有2000個(gè)連接,這大約占果蠅大腦的三分之一。
半腦數(shù)據(jù)集中的藍(lán)綠色部分顯示的只是果蠅大腦中的一部分,其中包括了很多參與學(xué)習(xí)、導(dǎo)航和視覺(jué)、嗅覺(jué)等很多功能的神經(jīng)元,對(duì)大腦產(chǎn)生了巨大的影響。只有清楚了解了大腦的各種結(jié)構(gòu),未來(lái)才能去進(jìn)一步研究人腦,研發(fā)出更多符合人腦結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。
不得不說(shuō)的是,此次研究的背后是科學(xué)家們無(wú)數(shù)的付出才換來(lái)的,經(jīng)過(guò)兩年的研究,相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)首先使用熱刀將果蠅的大腦切成小薄片,然后再借助電子顯微鏡成像,這樣一來(lái)就產(chǎn)生了50萬(wàn)億個(gè)3D像素,然后再借助算法對(duì)這些像素進(jìn)行處理,從而追蹤到每個(gè)細(xì)胞的履行,最后再將各個(gè)路徑獲得的圖像縫合在一起,從而繪制出一張大圖。雖然谷歌的計(jì)算能力很強(qiáng)大,但是該項(xiàng)目的發(fā)展過(guò)程卻并非想象中那么容易,其還需要大量的工作人員來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的校對(duì),不僅要細(xì)心而且還有耐心。如今這項(xiàng)研究已經(jīng)初步取得了一定的成績(jī),完成了“半腦連接圖”,相信未來(lái)科學(xué)家們還會(huì)一如既往地研究下去,早日實(shí)現(xiàn)更大的突破。


