科學(xué)家繪制了蠕蟲大腦如何編碼行為的圖譜

為了了解大腦活動(dòng)和行為之間的完整關(guān)系，科學(xué)家們需要一種方法來繪制整個(gè)大腦中所有神經(jīng)元的這種關(guān)系——這是迄今為止無法克服的挑戰(zhàn)。但在為此目的發(fā)明了新技術(shù)和方法之后，麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)與記憶研究所的一組科學(xué)家對(duì)一條不起眼的秀麗隱桿線蟲易馴服的微小大腦中的神經(jīng)元進(jìn)行了嚴(yán)格的計(jì)算，繪制出它是如何腦細(xì)胞編碼幾乎所有的基本行為，例如運(yùn)動(dòng)和進(jìn)食。

在《細(xì)胞》雜志上，研究小組提出了新的全腦記錄和數(shù)學(xué)模型，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)神經(jīng)元代表蠕蟲行為的多種方式。研究小組將該模型專門應(yīng)用于每個(gè)細(xì)胞，制作了一個(gè)圖譜，顯示大多數(shù)細(xì)胞及其參與的回路如何編碼動(dòng)物的行為。因此，該圖譜揭示了即使環(huán)境條件發(fā)生變化，線蟲大腦如何產(chǎn)生復(fù)雜而靈活的行為的潛在“邏輯”。

這項(xiàng)研究提供了動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)如何組織來控制行為的全球圖譜。它顯示了構(gòu)成動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的許多定義節(jié)點(diǎn)如何編碼精確的行為特征，以及這如何取決于動(dòng)物最近的經(jīng)歷和當(dāng)前狀態(tài)等因素。”

Steven Flavell，高級(jí)作者，麻省理工學(xué)院腦與認(rèn)知科學(xué)系副教授

研究生 Jungsoo Kim 和 Adam Atanas 是該研究的共同主要作者，他們今年春天因這項(xiàng)研究獲得了博士學(xué)位。他們還在一個(gè)名為 WormWideWeb 的網(wǎng)站上向其他研究人員免費(fèi)提供所有數(shù)據(jù)以及模型和圖集的結(jié)果。

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