BRAIN / BRAIN × AI20 SEP 2026
脑科学与AI70|果蝇的全身接线图画完了:路网有了,车流还没有
最近一篇刷屏文章的标题是:《刚刚,人类首次完整破解动物大脑!1.25 亿突触全连通,全网拿它打 DOOM》。讲的是 2026 年 9 月《细胞》杂志发表的一张图:一只雄性果蝇的整个中枢神经系统,每一个神经元、每一个连接,都画了出来。
接线图告诉你"谁和谁连着",像一张完整的城市路网;它不告诉你此刻车往哪开、红绿灯怎么变——那是神经活动、化学调节和一生的经历。果蝇这张图最有意思的发现是:雄蝇和雌蝇的感觉、运动部分几乎一模一样,差别集中在中间做决定的那几个"路口"。有了路网,科学家已经能在电脑里预测部分行为;但离"把一只果蝇复制进电脑",还差很远。
16.7万 01 雄蝇中枢神经元数 |
8069种 02 两性完全相同的类型 |
50多万倍 03 人脑与它的规模差 |
这项成果是真的,数字也和论文对得上,是神经科学的一个里程碑。但标题里的"首次""完整破解"说过头了。这一篇把它放回我们这个系列的脉络里:第 ㉑ 篇说"路网画全了,还是不知道车往哪开",第 ㉓ 篇说"302 个神经元,算了四十年"。果蝇这张图,正好是这两篇的续集。
一只黑腹果蝇。它的大脑只有一粒罂粟籽大小,整个中枢约16.7万个神经元,现在每一根连线都画出来了。图片来源:Calvin Seng / Pexels
接线图测绘四十年:1986年线虫302个神经元,2023年果蝇幼虫脑约3000个,2024年成年雌蝇脑约14万个,2026年成年雄蝇整个中枢约16.7万个。
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一、这张图画了什么
2026 年 9 月,英国剑桥 MRC 分子生物学实验室、美国霍华德·休斯医学研究所的 Janelia 园区和谷歌等团队,在《细胞》发表了雄性果蝇整个中枢神经系统的接线图(论文作者 Berg、Beckett 等)。论文摘要给出的数字:
—约 16.7 万个神经元,全部经过人工校对和注释;—范围包括大脑和"神经索"(相当于脊椎动物的脊髓),所以第一次能把"感觉 → 决定 → 动作"整条路连起来看。
怎么做出来的?大致三步:
—把果蝇的神经组织切成几万片极薄的切片,用电子显微镜一张张拍;—让 AI 在几万张图片里追踪每一根神经纤维,拼出三维形状(谷歌的"洪水填充网络"等算法);
AI 在这里是"测绘工具":没有它,靠人工描几万张图里的十几万个细胞,几乎不可能完成。
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二、标题哪里说过头了
—不是"首次完整"。1986 年,White、Southgate、Thomson 和 Brenner 已经发表了线虫 302 个神经元的完整接线图——那就是一只完整的成年动物。准确说法是:第一张完整的成年昆虫中枢神经系统接线图。在它之前,2023 年有果蝇幼虫的大脑(约 3000 个神经元),2024 年有成年雌蝇的大脑(约 14 万个神经元,但不含神经索)。—不是"破解"。它画的是连接,不是功能。文章自己后面也承认:接线图是静态的,没有神经递质的流动、没有多巴胺这样的调节、没有电活动、也没有这只果蝇一生的经历。—线虫那张图不是布伦纳一个人"手动画出"的。主要的测绘工作由 John White 等人完成,布伦纳是发起人和合作者。—"500 名专家不吃不喝干 10 年""成本压缩 1000 倍":没有找到出处,当作宣传性的比喻看。
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三、最有意思的发现:雄蝇和雌蝇差在"路口"
这项研究第一次在突触的精度上比较了雄蝇和雌蝇的大脑,论文摘要给出的分类是:
更重要的是它们的位置:
—感觉和运动的外围部分——看、闻、尝、迈腿、扇翅——两性几乎一模一样;—差别集中在中间的"高级中枢",也就是整合信息、做决定的地方;论文说,这些不同的神经元会"把信息改道"。
用路网的比方:两性用的是同一套高速公路和出入口,只是在几个关键路口,红绿灯和匝道接法不一样,于是同一辆车(同一个气味信号)会开往不同的方向——在雄蝇那里可能通往"打架",在雌蝇那里通往别的反应。
这和我们第 65、69 篇讲的道理是同一条:最基础、最要紧的部分放在底层,保持稳定、两性共用;变化发生在上层的决策部分。进化没有为两种性别各造一个脑,只改了几个路口。
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四、有了路网,能不能"复制"一只果蝇
这就是 Minecraft 里的虚拟果蝇、接上 DOOM 画面的果蝇脑引起轰动的原因。答案是:能做的比以前多得多,但离复制还很远。
已经做到的
—2024 年,研究者只根据雌蝇大脑的接线图和每个神经元用哪种递质,在电脑里搭了一个整个果蝇大脑的简化模型。给模型里"尝到甜味"的神经元一个刺激,它预测哪些神经元会跟着兴奋、会不会引发进食动作;再用光遗传学在真果蝇身上验证(第 ㊴ 篇讲的"开关"),很多预测是对的。—同一年,另一组研究者用接线图约束一个人工神经网络,去预测果蝇视觉系统里各个神经元对画面的反应,也得到了相当准确的结果。
也就是说:接线图本身就藏着大量信息,光凭"谁和谁连着、是兴奋还是抑制",已经能猜对不少事。
还做不到的
—连接的强弱和状态在变。同一张路网,早高峰和半夜的车流完全不同。神经元此刻兴奋到什么程度、多巴胺等调节物质有多少,接线图里没有(第 ㉑、㉒ 篇)。—测一个就够吗?这张图来自一只雄蝇。不同个体之间的连接有多少差别,还需要更多样本。—线虫的教训。线虫的完整接线图 1986 年就有了,四十年过去,我们仍然算不准一条线虫下一步怎么动(第 ㉓ 篇)。原因不是算力不够,而是活体里的状态参数测不全。—身体也不在图里。果蝇的行为离不开它的身体、翅膀、感官和环境;把一张神经接线图放进游戏里飞,更像一个演示,而不是一只活的果蝇。
所以"数字永生的第一只生物"这种说法,现在还只是比喻。
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五、离人脑还有多远
—规模:人脑约 860 亿个神经元,是这只果蝇中枢的五十多万倍,差五到六个数量级。—数据量:按今天的电镜精度画一个人脑,原始图像数据会是天文数字,目前没有可行的办法。科学家眼下的下一步是小鼠大脑的局部区域,以及斑马鱼这样的小型脊椎动物。—更根本的:就算画出来,也只是路网。第 ① 篇说过,"模拟一个大脑,缺的不是算力"——缺的是知道它此刻在干什么、为什么这样连。
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六、对照 AI
—AI 是测绘员,不是被测的对象。这项工程最直接的 AI 意义,是深度学习把"人工描图"变成了"机器描、人来改"。这和「有意思的生物学进展」第 8、9 篇讲的 AI 制药一样:AI 最先改变的,是可以批量重复的那一段劳动。—"接线图 ≠ 智能",对大模型也成立。大模型的"接线图"——每一个参数——是完全公开的,我们能看到每一个数字,却仍然说不清它为什么这样回答(第 ⑭、㉑ 篇)。看得见结构,不等于懂得了计算。—结构里藏着先验。果蝇的大脑一出生就"连好了"大部分线路,进化把几亿年的经验写进了接线方式(第 ③、㉘ 篇);大模型则几乎从零开始,靠海量数据学出来。这也是第 69 篇说的:大脑"学得省",是因为接线本身就带着答案的一部分。
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七、边界
—文中的数字(16.7 万个神经元、11710 种类型、两性差异的分类)来自《细胞》论文摘要;"1.25 亿个突触"未在摘要中看到,按原文转述。—整脑模型能预测的主要是进食、梳理等相对简单的感觉—运动通路,复杂行为(如求偶、学习)还远未做到。—雄雌差异"把信息改道"是论文摘要的结论,具体到某一种气味"在雄蝇引起攻击、在雌蝇引起求偶",是原文的通俗化举例,细节以原论文为准。
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八、自测:合上文章回答
—雄蝇和雌蝇的大脑,相同的部分和不同的部分各在哪里?—只靠接线图,科学家已经能做到什么?还做不到什么?—"看得见结构,不等于懂得了计算",这句话对大模型意味着什么?
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九、三行,留着复习
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画了什么 2026年《细胞》:一只雄蝇整个中枢,约16.7万神经元、11710种类型,大脑加神经索
说过头的 1986年线虫302个早已完整;2023幼虫脑、2024雌蝇脑在前;画的是连接,不是功能
两性和模型 8069种相同,差别集中在决策"路口";接线图模型能预测进食等通路,但路网不是车流
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