由美国国立卫生研究院(NIH)支持的一个科学小组公布了第一张普通果蝇大脑神经连接的完整地图。这张地图提供了一个被称为连接体的接线图，是迄今为止创造的最大、最完整的成年动物连接体。这项工作提供了关于大脑如何连接以及构成健康大脑功能基础的信号的关键信息。这项研究详细描述了超过13万个神经元之间的5000万个连接，作为9篇论文的一部分发表在《自然》杂志上。
“小果蝇是令人惊讶的复杂，长期以来一直作为一个强大的模型来理解行为的生物学基础，”约翰·恩盖博士说，他是美国国立卫生研究院的大脑研究主任，通过推进创新神经技术倡议?，或大脑倡议?。“这一里程碑不仅为研究人员提供了一套新的工具来理解大脑中的回路是如何驱动行为的，而且重要的是，它为正在进行的由brain资助的研究绘制大型哺乳动物和人类大脑之间的联系奠定了基础。”
连接组图详细描述了果蝇大脑中所有细胞类别，确定了不同类型的神经元和神经元之间的化学连接或突触。它还提供了对每个神经元分泌的神经递质(如多巴胺或血清素等化学物质)类型的深入了解。
研究人员还绘制了一幅大脑区域之间的投影图，称为投影组，可以追踪果蝇大脑半球的组织和行为回路。它允许详细绘制控制行为的特定大脑回路，例如接受视觉刺激并输出苍蝇在飞行过程中身体方向的行为变化的脑细胞回路。
在另一篇论文中，研究人员提供了果蝇连接组的注释，详细说明了细胞类型、细胞类别等。它包含了对研究人员和其他将使用连接组来推进我们对大脑生理学和行为的理解的人至关重要的信息。
果蝇具有令人惊讶的高级认知和行为能力，使其成为这个初始连接体项目的理想候选者。例如，它们可以形成长期记忆，参与社会互动，并在很远的距离上导航。现在果蝇的连接组已经建立起来，同样的方法可以用来快速地在更大的大脑动物中创建类似的图谱。例如，新的图谱可以作为一个参考，以了解人类突变如何影响大脑连接。
为了创建果蝇的连接组，研究人员使用公开发布的完整果蝇大脑的电子显微镜图像，并使用计算机程序自动识别或“分割”图像中的神经元。该程序并非万无一失，因此研究人员创建了一个计算系统工具，允许大型在线研究社区查看片段，校对它们的准确性，并以社区驱动的方式注释细胞类型和类别。鉴定和描绘单个神经元的校对工作由一个名为FlyWire的果蝇实验室联盟完成，该联盟包括来自世界各地的科学家。
“2021年，只有15%的神经元被校对过，”美国国立卫生研究院(NIH)国家心理健康研究所(National Institute of Mental Health)代理所长谢利·阿文evoli博士说。“向研究果蝇大脑的更大的科学界开放校对，大大加快了我们完成这个连接体的速度。”
完整果蝇连接体的数据分析工具可以在https://codex.flywire.ai/上找到。研究人员可以在https://fafb-flywire.catmaid.org/上与连接体数据进行交互。这项研究得到了美国国立卫生研究院“大脑计划”的支持，这是一个跨10个美国国立卫生研究院研究所和中心的多学科合作，使研究人员能够以前所未有的水平了解大脑的健康和疾病细节，改善我们治疗、预防和治愈大脑疾病的方式。
资助项目:mhh117815, MH129268, mhh120679, NS126935
The Brain Research Through Advancing Innovative neurotechnologies?Initiative和The Brain Initiative?是美国卫生与公众服务部的注册商标。
美国国立卫生研究院的大脑计划是横跨10个美国国立卫生研究院研究所和中心的多学科合作，在神经科学领域的交叉发现具有独特的定位，可以彻底改变我们对人类大脑的理解。通过加速创新神经技术的开发和应用，the BRAIN Initiative?使研究人员能够在健康和疾病方面前所未有地了解大脑的细节，从而改善我们治疗、预防和治愈脑部疾病的方式。BRAIN计划涉及联邦和非联邦合作伙伴的多学科网络，其任务和当前的研究组合与BRAIN计划的目标相辅相成。
一个关于国家国家精神卫生研究所(NIMH):
