老鼠大脑的一小块终于被绘制出令人震惊的细节

快速阅读: 据《科学警报》最新报道，研究团队耗时九年，详细描绘了小鼠大脑部分的神经连接，涉及84,000个神经元和五亿个突触。这项成果为理解大脑复杂性及研究脑部疾病提供了重要参考，推动了脑科学研究的数字化转型。

想要理解大脑的复杂性，就如同想要理解宇宙的浩瀚一样——它远远超出了我们的理解范围。然而，通过将小鼠大脑的一部分映射到令人惊叹的细节水平，这项新研究或许能帮助我们把握住自己头脑中神经系统的复杂性。

虽然所分析的大脑物质体积仅相当于一粒沙子大小，但研究人员仍需通过五亿个突触连接以及长达5.4公里（3.4英里）的神经线路来描述84,000个神经元之间的关系。这项非凡的研究工作创造了迄今为止记录在案的最详细的哺乳动物大脑描绘图，远超以往成果。

这项研究从头到尾花费了九年时间完成，在此期间，超过150名研究人员和22个机构参与其中，其中包括普林斯顿大学、德克萨斯州贝勒医学院和西雅图艾伦脑科学研究所的代表。研究团队利用人工智能追踪了研究区域内每一根神经纤维。（艾伦脑科学研究所）

“大脑是我们头部的生物组织，它让我们看到世界、产生情感并做出决定，”现任职于斯坦福大学的神经科学家安德烈亚斯·托利阿斯说道。“这个数据的独特之处在于它在一个实验中同时结合了结构与功能。”这意味着科学家不仅能够看到大脑中布线的布局，还能了解这些线路如何通信和工作。

在研究过程中，小鼠在跑步机上移动时观看了视频片段（包括一些《黑客帝国》中的片段），科学家们监测其大脑活动。随后，小鼠的大脑被解剖成28,000个独立层。团队结合了人工智能技术和人工校验来解析神经网络，识别连接，并重新构建这些复杂的神经网络。这种大脑的布线图被称为“连接组”。

科学家之前已经为昆虫大脑构建了一个连接组，但这是完全不同的复杂程度，这让我们离为人类大脑绘制相同图谱更近一步。“连接组是脑科学研究数字化转型的起点，”普林斯顿大学神经科学家H.塞巴斯蒂安·苏恩说道。

这项已公开的数据用途广泛且深远。在信息处理速度和效率方面，人类大脑目前远远超越了最先进的人工智能模型，而此类研究则让我们更好地理解其中的原因。这同样是在研究脑部疾病如阿尔茨海默病方面的一个有希望的进步。对大脑的部分或全部进行数字化并精确了解其构造方式意味着对它可能出现问题的理解有所提高。“该项目开发的技术将为我们第一次真正识别出引发某种疾病的异常连接模式提供机会，”苏恩说道。

这项研究已在《自然》杂志上以一系列论文形式发布。

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