科学家绘制果蝇全脑神经图谱

资料来源:克里斯汀·布兰森

神经科学的主要任务之一是了解大脑神经元和特定行为之间的关系。在一项新的研究中，研究人员利用计算机视觉和机器学习技术建立了一个完整脑神经图谱的大型数据库。这些完整的脑神经图揭示了激活成年果蝇某些神经元的行为效应。相关论文最近发表在《细胞》杂志上(论文链接)。

“这项研究的最终目标是将神经元回路与特定行为联系起来。目前的神经科学技术，如电生理成像或钙离子成像，一次只能记录少量神经元的低通量。在此之前，没有人开发出全脑方法。”克里斯汀·布兰森是美国霍华德·休斯医学研究所詹妮亚研究园的神经生物学家，也是该论文通讯的作者，他说。

为了收集数据，研究人员让果蝇参加步行锻炼实验。他们把果蝇放进一个5英寸直径的盘子里，盘子的顶部很低，只有大约2只果蝇高，以防止果蝇从头顶飞过。每个实验持续了15分钟，研究人员使用8个相机同时拍摄。行为测量不仅包括行走、转身和跳跃等运动行为，还包括追逐和展翅等社交和求爱行为。

研究人员还选择性地激活果蝇的标记神经元。为了视觉观察这些被操纵的神经元，他们用绿色荧光蛋白标记它们。据报道，这些果蝇有几个神经元表达GAL4转录因子和相应的GAL4结合上游激活序列。

此外，他们还开发了一种自动机器学习工具，可以捕捉每种果蝇的运动和行为，并将其与野生果蝇进行比较。这个工具记录了40万只果蝇的行为。

“我们相信这些数据库将有两个用途:果蝇神经生物学家将能够观察感兴趣的大脑区域，而行为学家将能够理解与不同大脑区域相关的行为，然后进行进一步的研究。”该研究的主要作者，布兰森实验室的爱丽丝·罗比说。(唐毅宸)