與生命科學、人類疾病研究密切相關的動物，除了小白鼠、猴子這些動物，還有一個重要的動物──果蠅。
從遺傳學研究、生命發育研究再到生物節律，不少諾貝爾獲獎者的研究都與果蠅有關，且果蠅很多基因與人類同源。
▲ 果蠅大腦的部分神經元。（Source：Google AI Blog）
近日 Google AI 宣布，與霍華德‧休斯醫學研究所（HHMI）、哈佛大學合作，使用數千個 TPU，重建了果蠅大腦。
與此同時，他們還在 Neuroglancer 公開果蠅的大腦模型，可透過下載或線上取得果蠅大腦神經網路的 3D 成像。值得一提的是，Neuroglancer 讓龐大數據可視化，並可互動。
果蠅常當實驗對象，主要是因為牠的大腦神經元數量較少，為 10 萬個，老鼠的大腦神經元有 1 億個，人類大腦多達 1,000 億個。
重建果蠅大腦的過程是這樣的：首先將果蠅大腦切成數千張 40 奈米的薄片，然後使用穿透式電子顯微鏡成像切片；接著，再將這些 2D 圖像一層層拼接，組合成 3D 成像。
▲ 去年有學者也發表過類似成果。（Source：Juan Eugenio Iglesias）
之前也有學者和機構嘗試透過類似方法重建果蠅大腦，但拼接的過程中出現一些誤差。就像用鋒利的刀，把一顆西瓜切成薄片，肯定會有果肉組織被刀刃帶走。
然而透過使用機器學習和神經網路模型，可追蹤切片缺失的部位，讓圖像拼接更完整。
這使用到名為 FFN（Feed ForWard Neural Network）的神經模型，也稱為前饋神經網路。
數千張 40 奈米切片，共產生 40 兆畫素的圖像，處理如此巨大的數據量時，研究人員使用了數千個雲端 TPU。
然而此聯合專案也僅是重建有史以來最清晰的果蠅大腦而已。
他們接下來要做的，是研究果蠅大腦的學習、記憶和感知路徑，這就需要重建果蠅大腦神經元細胞的突觸。這不是簡單的研究。
從果蠅這些生物身上，我們可探尋生命和智力的本質。單從果蠅大腦到人類大腦，就更遙遠了，因為靈長動物與昆蟲之間有巨大的差異，比如意識、語言這些研究，就必須在人類或非靈長類動物身上進行。
（Source：Neuralink）
今年 7 月，馬斯克腦機接口公司 Neuralink 發表腦機接口系統專案，將透過一台神經手術機器人向人類大腦快速植入大量 4~6 微米粗細的線，並透過 USB-C 接口直接讀取大腦訊息，甚至可用 iPhone 控制。
然而我們依然處於腦機接口技術的原始階段。就目前全球研究進度看來，我們對人類大腦的了解遠遠不夠，先別說 1,000 億個神經細胞，人類現在甚至還不清楚大腦細胞究竟有多少種。
（本文由 愛范兒 授權轉載；首圖來源：Google AI Blog）
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