谷歌自动重建果蝇完整大脑，40万亿像素图像首度公开

gavin 687 2019-08-07

你知道吗？果蝇是公认被人类研究的最彻底的生物之一，截至目前，已有 8 个诺贝尔奖颁发给使用果蝇的研究，这些研究推动了分子生物学、遗传学和神经科学的发展。

科学家们一直梦想通过绘制完整的大脑神经网络的结构，以了解神经系统是如何工作的。来自谷歌、霍华德•休斯医学研究所(HHMI)Janelia研究园区以及剑桥大学的一共16位研究人员参与了这个研究，其中，第一作者Peter H. Li是谷歌研究科学家，主要研究方向包括一般科学、机器智能、机器感知。

他们还提供了果蝇大脑完整图像的展示，任何人都可以下载查看、或使用交互式工具在线浏览，他们开发了一个3D的交互界面，称为Neuroglancer。

这不是果蝇大脑第一次得到完整绘制，今年1月，Science 杂志用封面报道，介绍了 MIT 和霍华德·休斯医学研究所（HHMI）科学家们成功对果蝇的完整大脑进行了成像，并且清晰度达到了纳米级。但那次仍是人工的方法，使用了两种最先进的显微镜技术。

几十年来，神经科学家一直梦想绘制出一幅完整的大脑神经网络的精细地图，但对于拥有1000亿神经网络的人脑，需要处理的数据量之巨大是难以想象的。如果能自动重建果蝇大脑，也许离自动绘制人脑就更近一步了。

这也不是Peter H. Li的团队第一次试图用AI方法绘制大脑神经元，他们分别在2016年和2018年在更小的数据集上进行了研究，如下图右下角所示。

在2018年，谷歌与德国马克斯普朗克神经生物学研究所合作，开发了一种基于深度学习的系统，可以自动映射大脑的神经元。他们对100万立方微米斑胸草雀大脑扫描图像进行了重建。上图中的A是3D渲染的FAFB数据集平滑组织掩膜(smoothed tissue mask)。任意冠状切片（数据集XY平面）显示了整个内部的FAFB-FFN1分割。B-E展示了增加缩放比例后的效果。