探究神秘之处-第一张昆虫全脑图谱绘制完成

美国约翰斯•霍普金斯大学和英国剑桥大学领导的国际团队完成了迄今为止最先进的昆虫大脑图谱，首次描绘了果蝇幼虫大脑中的每一个神经连接，这是神经科学领域的一项里程碑式成就。研究成果9日发表在《科学》杂志上。

在这项研究中，科学家们使用了高端的神经成像技术，成功地揭示了昆虫大脑的神经元构成及其相互连接的方式。这项研究对于深入理解昆虫行为模式及其神经机制具有重要的意义。

首先，让我们来了解一下全脑图谱的概念。全脑图谱是指绘制出一个生物体的所有神经元之间的连接方式和神经回路的空间构型。它可以帮助研究人员深入了解神经元之间的信号传递路径和不同区域之间的协调性，从而更好地解释生物体的神经系统与行为的关系。

在这项研究中，科学家们选取了一种名为果蝇的昆虫来作为研究对象。果蝇是一种经典的研究模型生物，在昆虫神经科学领域中颇受欢迎。果蝇的小脑体积非常小，仅为1.2立方毫米，但是它却包含了大约10万个神经元，其中相互连接的神经元对数高达50万个。

为了绘制出这个小小果蝇的神经元结构及其相互连接的方式，科学家们使用了一种名为光子通道显微技术的高端神经成像方法。这种技术可以实现非侵入性的单细胞成像，并且能够探测三维空间中的神经元结构及其活动。

通过采用这种神经成像技术，科学家们成功地揭示了果蝇大脑中的所有神经元之间的连接方式，包括神经元之间的化学突触和电突触连接。他们发现，果蝇大脑中的神经元间复杂的互联网络由数百个小的神经元群组成，这些神经元群组成了不同的功能模块，并且在每个功能模块中，神经元们之间的相互连接都非常紧密。

通过对果蝇大脑中神经元之间的连接关系的深入分析，科学家们发现，果蝇的大脑结构和哺乳动物的大脑结构相似，但也存在一些不同之处。例如，在果蝇大脑表皮下的视觉中枢中，存在着一些独特的神经元种类，这些神经元能够对不同类型的运动信息作出不同的反应，而这种类型的神经元在哺乳动物大脑中并不存在。

图源：约翰斯•霍普金斯大学/剑桥大学

果蝇是一种在生态系统中起到重要作用的昆虫，它们在食物链的底层扮演着重要的角色。对于果蝇行为模式及其神经机制的研究，不仅可以帮助我们更好地了解昆虫的生态和进化，而且可以为疾病治疗提供新的思路。例如，研究人员可以利用这项研究成果，设计出更有效的昆虫复制控制策略，这对于防治农作物病虫害具有重要的意义。此外，这项研究成果也为治疗一些神经退行性疾病，如帕金森病和阿尔茨海默病等提供了新的突破途径。

总之，这项研究成果的发表标志着昆虫神经科学研究领域迈上了一个新的台阶，这对于我们深入理解生物的神经系统与行为之间的关系具有重要的启示作用。未来，昆虫全脑图谱的研究成果将为昆虫病害治理及神经科学领域带来更多的机会和挑战。