科技日报记者 张梦然
科学家首次绘制出动物进食决策背后的全链路神经图谱。由葡萄牙尚帕利莫基金会领导的国际团队在最新一期《细胞》杂志发表两项研究，其中一项完整绘制了果蝇中枢神经系统16.67万个神经元的连接图谱，另一项则在此基础上追踪了味觉信号从全身感官神经元到运动神经元的完整路径，揭示了味觉如何驱动进食、回避和激素释放等行为。
这项工作是近20年努力的成果，参与者包括美国霍华德·休斯医学研究所、英国剑桥大学、MRC分子生物学实验室和谷歌研究院。团队不仅追踪并编目了16.67万个神经元，还识别出超过11000种不同的细胞类型。与以往只关注大脑的图谱不同，新连接组保留了大脑与神经索之间的联系，使得跨越这一分界线的神经路径成为可能。AI能在追踪神经元连接时发挥了关键作用，并能预测神经元之间是激发还是抑制，为理解信号内容提供了线索。
味觉在果蝇中并不仅限于口腔，而是分布在腿部、翅膀、口器和喉咙内侧。团队逐一识别并分类了所有味觉受体神经元，并追踪其信号如何连接到控制摄食、运动、激素释放和求偶的回路。他们发现，虽然味觉传感器遍布全身，但携带相似“价值”信号的神经元通常会汇聚到大脑深层的同一回路中，同时保留位置信息，以便动物根据味道来源做出不同反应。
团队还识别出24种进食运动神经元类型，并绘制出通向这些神经元的路径。许多回路并不是直接激活运动神经元，而是先对进食动作保持抑制，直到诱人味道足够强烈时才解除抑制。这种设计有助于防止误食有害物质。
这份最新图谱还首次展示了味觉与激素反应之间的精确神经连接。研究显示，动物在营养完全吸收之前，神经系统已经告诉身体食物即将到来。这或有助于解释为什么零卡路里甜味剂，也能促使胰岛素释放。
团队表示，完整的连接组图谱不是终点，而是未来生成理论假设的工具。科研人员还可以直接查阅“地图”，找出相关感觉神经元和运动神经元之间的连接。
总编辑圈点
果蝇的中枢神经只有十几万个神经元，而人类大脑拥有几百亿个神经元，两者相比无疑是“小巫见大巫”。尽管如此，果蝇一直是科研界的“宠儿”。这主要是由于，果蝇虽小，却“五脏俱全”。它能够完成睡眠、学习、求偶、记忆等复杂行为，且其神经信号传递机制与人类大脑存在诸多相通之处。因此，果蝇为研究人类大脑提供了活体极简模型，它可以帮助科学家在“迷你尺度”追踪神经信号的传递机制，进而为破译人类大脑运行机制提供宝贵启示。
