AI 重建雄性果蠅完整 3D 神經連接圖：從感官到動作的全程追蹤
美國霍華休斯醫學研究所（HHMI）旗下 Janelia Research Campus 與 Google Research 攜手，利用人工智慧（AI）技術成功重建雄性黑腹果蠅（Drosophila melanogaster）的完整中樞神經系統 3D 連線圖。此圖涵蓋 16.6 萬個神經元 與 1.25 億個突觸（神經元之間傳遞訊號的接點），從腦部延伸至控制身體動作的腹神經索（功能類似脊髓），首次可以從視覺、聽覺、嗅覺等感官訊號一路追蹤至最終的行為輸出。
背景與技術突破
傳統的神經連線圖（connectome）建構，需要將微小的神經組織切片、以電子顯微鏡拍攝大量平面影像，然後人工逐片校正神經元形狀，工作量極為龐大且易出錯。此次合作的關鍵在於 Google 開發的 AI 系統，能自動辨識同一神經元在不同切片中的區域，將二維影像快速組合成三維結構，將人工校正的工作量大幅降低。
Janelia 團隊則負責對 AI 重建結果進行 人工驗證與標註，確保每條突觸連接的正確性。完成的雄性果蠅資料不僅包括中央腦與負責視覺處理的視葉，還擴展至腹神經索，使研究者能觀察腦部訊號如何向下傳遞，最終驅動身體的運動。
科學與應用意義
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雌雄比較：已有的雌性果蠅神經連線圖可直接與本次雄性圖譜對照，研究團隊已辨識出兩性在神經元結構上的差異，為解析求偶、攻擊等性別特異行為提供了具體的神經基礎。
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行為回路解析：同時發表的三篇研究分別利用此資料探討視覺、味覺與社交行為的神經回路，證明完整連線圖是解碼複雜行為的關鍵資源。
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開源共享：資料已透過 Google 開源的 Neuroglancer 工具提供瀏覽與下載，讓全球神經科學家能即時存取與再利用。
未來展望
完整的雄性果蠅 connectome 為神經科學開啟「全腦—全身」的研究新視野。未來可望將此技術擴展至其他模式生物，甚至更大型的哺乳類腦部，逐步解開感官訊號如何在神經網路中被整合、轉換為具體行為的機制。此外，AI 在影像重建與自動標註上的持續進步，將進一步縮短資料產出時間，促進跨領域合作，為腦科學、人工智慧與生物醫學的交叉創新奠定基礎。
結語：這項以 AI 為核心的神經圖譜建構，不僅提供了前所未有的結構資訊，也為探索感官與動作之間的訊號流提供了實驗平台，預示著未來神經科學研究將更加精準、快速且具跨物種比較的可能。