首个完整果蝇大脑图谱发布,定位3千个神经元和54.8万个突触
近日,美国约翰斯·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)和英国剑桥大学(University of Cambridge)领导的国际研究团队绘制了第一张完整的昆虫全脑图谱,该图谱包含了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)幼虫大脑中的 3016 个神经元和 54.8 万个突触连接,是理解大脑如何处理感官信息流并将其转化为行动的一个里程碑。
果蝇是连接组研究的理想模型,具备学习、导航、处理气味以及权衡一项行动的收益和风险的复杂行为。迄今为止,科学家仅绘制了秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)、杜氏阔沙蚕(Platynereis dumerilii)和玻璃海鞘(Ciona intestinalis)的连接组图谱,此次绘制的果蝇全脑图谱尚属首次。
研究人员花了一年半时间,用纳米分辨率的电子显微镜捕捉了一只诞生 6 小时的黑腹果蝇幼虫的大脑图像,随后使用计算机辅助程序精确定位神经元和突触,最终确定了 3016 个神经元,其中 93% 与对侧大脑半球的伙伴神经元配对。通过手动追踪每个神经元的曲折蜿蜒的连接,研究者标记了 54.8 万个突触,并将其分为四类。该连接图谱显示,昆虫大脑是多层次的,有不同长度的路径连接大脑的输入和输出。研究人员还发现,41% 的大脑神经元形成了“循环回路”,向其上游“伙伴”提供反馈。