电脑宝贝长了触角会怎么样(电子果蝇惊动马斯克背后竟是13万神经元全脑图谱，能在电脑上运作)
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脑科学研究再次踏出崭新一步！来自普林斯顿的科学家宣布，他们已经成功构建了首个成年体动物的完整脑连接图谱。这一壮举包括了来自雌性黑腹果蝇大脑的130,000个神经元，以及这些神经元之间的数千万个化学突触。最为重要的是，这份数据是完全开放的，人们只需在Codex这个网站上输入相关信息，便可以获得每个神经元的连接性、大小、神经递质等一系列信息，还有直观的3D模型可供参考。这一研究发布后，立刻引起了广泛的关注。
有趣的是，普林斯顿大学的这项研究不仅仅局限于构建图谱，还涉及了大自然的注意力、工作记忆以及基本意识算法。将神经连接体看作是已编码的可执行二进制文件，这引发了一个深刻的问题：我们是否可以从这个完整的大脑模拟中反编译出多少源代码？更令人振奋的是，果蝇大脑的结构对机器学习领域具有启发意义。已经有人在计算机上模拟了果蝇进食和触角梳理的过程，这引起了马斯克等人的关注。
研究团队利用电镜图像成功重建了雌性黑腹果蝇大脑的完整连接图谱，不同于传统的切片方式，他们主要使用了来自Zheng和Lauritzen于2018年发布的FAFB数据集中的电镜照片。这些高分辨率的电镜照片允许科学家清晰地看到蛋白质分子，经过计算机分析后，获得了有关神经元的重要信息。值得一提的是，尽管果蝇大脑的尺寸仅为0.1毫米，但其拥有上亿个突触，比哺乳动物的更为密集。研究团队将果蝇大脑中的神经元分为9个大类、31个小类，划分了78个区域，这一分类是基于神经元信息流向的。通过与光学显微镜下的神经结构进行对比，研究团队已初步验证了他们建立的模型的准确性。
此外，研究团队还进行了数值计算和人工抽样检查，结果也证实了模型的准确性。通过统计学分析，他们成功预测了神经元之间的神经递质成分，准确率高得令人印象深刻。此外，他们还深入分析了果蝇眼部的神经回路，跟踪了信息从输入神经元到输出神经元的传递过程。虽然输入和输出神经元在神经系统中所占的比例很小，但它们在连接大脑与外界之间起到了桥梁的作用。研究团队使用概率模型来分析从种子神经元开始的信息传递过程，他们遍历了每一个种子神经元，测量了信息传递的距离并进行了归一化处理，最终得出了信息流向的详细图谱，结果与他们的预期相符。
需要强调的是，这项工程耗费了整整四年的时间，从成年果蝇的完整大脑数据到构建完整的连接图谱。背后的FlyWire项目得到了来自超过200名社区成员的支持。该项目是一个人类与AI的协作工程，旨在重建果蝇的全脑连接体。这一伟大的合作由普林斯顿大学的MalaMurthy和SebastianSeung实验室创立，社区成员包括神经生物学家、计算机科学家以及校对人员。通过将神经元连接和大脑功能联系在一起，这个项目有望在解码大脑工作方式方面取得重大进展。
总结而言，这项研究为我们深入了解脑科学提供了全新的机会。不仅可以推动神经科学领域的发展，还有望为人工智能领域提供宝贵的启发。果蝇大脑的完整连接图谱是一个里程碑式的成就，将为未来的研究和应用提供坚实的基础。在这个人类与AI协作的时代，我们有望揭示大脑内部的奥秘，进一步推动科学的前沿。
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