【星岛都市网】得益于一只观看《黑客帝国》片段的小鼠，科学家们创造了迄今为止最大的功能性大脑图谱——一幅连接84,000个神经元、记录它们传递信息时活动轨迹的线路图。
研究人员使用了这只小鼠大脑中一块约有罂粟籽大小的组织，识别出其中的神经元，并追踪了它们通过分支状纤维相互通信的路径，涉及大约5亿个称为突触（synapse）的连接点。
这份庞大的数据集于周三发表在《自然》（Nature）期刊上，标志着人类向揭开大脑工作机制奥秘迈出了重要一步。
这套数据被以三维重建的方式呈现，不同脑回路以不同颜色标示，现已向全球科学家开放用于进一步研究，也欢迎普通大众浏览探索。
美国艾伦脑科学研究所（Allen Institute for Brain Science）研究员、该项目主要负责人之一福雷斯特·科尔曼（Forrest Collman）表示：“这确实让人心生敬畏，就像在看银河系的照片一样”。
“你会感受到自身的复杂性。我们观察的仅仅是小鼠大脑中的一小块区域，但从这些真实的神经元以及它们之间数亿次连接中，依然能感受到无比的美丽与复杂。”
我们之所以能够思考、感受、看见、说话和行动，都是因为大脑中的神经元（神经细胞）——它们的激活与信息传递过程。
科学家们早已知道，神经信号沿着轴突和树突这些纤维结构传递，并通过突触跳跃到下一个神经元。
但对于执行特定任务的神经网络，以及当这些网络出现故障时如何引发阿尔茨海默病、自闭症或其他疾病的机制，科学界了解得还不够深入。
此次新项目中，由全球超过150名研究人员组成的团队，绘制了小鼠视觉皮层中神经连接的地图，科尔曼将这些缠绕在一起的神经纤维比作一团打结的意大利面。
科学家如何绘制这张大脑地图 第一步：给小鼠播放科幻片、体育比赛、动画片和自然纪录片的片段。
美国贝勒医学院（Baylor College of Medicine）的团队进行了这项实验，使用了一种经过基因工程改造的小鼠，其神经元在激活时会发光。
研究人员使用激光显微镜，记录了小鼠视觉皮层中各个细胞在处理闪过的画面时的发光情况。
接下来，科学家对这块小小的脑组织进行分析，利用特殊仪器将其切片成超过25,000层，并通过电子显微镜拍摄了近一亿张高分辨率图像，随后又将这些图像一一拼接，重建出三维结构。
最后，普林斯顿大学（Princeton University）的科学家们借助人工智能（AI）技术，追踪了所有神经线路，并为每根神经纤维涂上不同的颜色，以便能逐一识别它们。
他们估计，如果将这些微小的神经纤维全部拉直，总长度将超过5公里。
对人类健康的潜在意义
这种绘图技术未来能否帮助科学家找到治疗脑部疾病的方法？
研究人员称这是一个奠基性的步骤，就像当初人类基因组计划（Human Genome Project）首次绘制出基因图谱，最终促成了基因疗法的发展一样。
绘制一整个小鼠大脑图谱，是接下来的目标之一。
“这个项目开发的技术，将首次让我们真正有机会识别出某些异常的神经连接模式，并进一步理解其如何导致疾病发生，”普林斯顿大学神经科学家兼计算机科学家、项目主要负责人之一塞巴斯蒂安·宋（Sebastian Seung）表示。
哈佛大学（Harvard University）神经科学家玛丽埃拉·佩特科娃（Mariela Petkova）和格雷戈·舒赫内克特（Gregor Schuhknecht）在评论中写道：“这项工作标志着重大进步，并为未来的发现提供了宝贵的公共资源”。他们并未参与本项目。
他们补充说，这个庞大的并且公开的数据集，“将有助于解开认知与行为背后的复杂神经网络之谜”。(都市网Rick编译，图片来源视频截图)
