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谷歌与 HHMI Janelia 发布雄性果蝇完整接线图：逾 16.6 万神经元、1.25 亿条连接
谷歌人工智能官方账号 Google AI 宣布，Google Research 的连接组学（Connectomics）团队与霍华德·休斯医学研究所（HHMI）旗下 Janelia 研究园区合作，发布了雄性果蝇（黑腹果蝇，Drosophila melanogaster）大脑与中枢神经系统的完整接线图（wiring diagram）。按谷歌发布口径，这是迄今按已校对（proofread）神经元数量计最大的脑图谱：覆盖逾 166,000 个神经元与 1.25 亿条突触连接，范围超出大脑本身，延伸到与人类脊髓类似的神经索（nerve cord）。
这项成果的论文 9 月 3 日发表于《Cell》，同日刊出解读长文；9 月 9 日的推文线程是谷歌的集中官宣，末尾附博客链接。谷歌称，雄性图谱“建立在此前已发布的雌性果蝇完整脑图谱之上”（），两性完整图谱如今都已齐备，研究者得以精确定位两性结构差异，并研究差异如何驱动特定生物学行为。“迄今最大”“两性图谱齐备”等说法均出自谷歌发布口径，不等同于独立验证。
图为图谱中一部分神经元的三维重建，出自谷歌研究博客配图：左侧可见硕大的视叶，右侧俯视图可见脑与下方神经索之间的粗大神经纤维束。
从 2020 年雌性“半脑”，到第一张雄性全图
谷歌拿来做对照的，是自家 2020 年与合作方发布的雌性果蝇“半脑”图谱（hemibrain）——对雌性果蝇部分大脑的三维重建，覆盖约 2.5 万个神经元与 2,000 万条连接（谷歌 AI 线程口径）。回顾称，这张半脑图是当时最大、最精细的连接组。新图谱的神经元数量约为它的 6.6 倍，范围也不再止于大脑：按 HHMI 口径，它覆盖中枢脑、两个视叶与腹神经索，即果蝇的整个中枢神经系统。
把神经索纳入图谱，是因为果蝇的感觉器官几乎都长在头部——两只巨大的复眼，加上一根可伸缩、用于嗅闻气味和吸食液体的喙。感觉神经元把外界信号传向控制运动的运动神经元，中间隔着层层中间神经元（谷歌博客）。谷歌研究博客称，新连接组能把听觉、视觉与嗅觉输入与运动输出对应起来。图谱中的神经元已被归类为 11,691 种细胞类型，分类由 AI 协助人类专家完成；整份数据可通过谷歌开发的开源查看器 Neuroglancer 在线查看、探索与下载，数据及配套工具向全球研究者免费开放。
百万张电镜图像、AI 重建与 44 年人工校对
一份连接组（connectome）是这样造出来的：按 Janelia 新闻稿的说明，团队先把雄蝇的中枢神经系统切成极薄切片，用高分辨率聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）逐片成像，得到数百万张记录单个神经细胞及其连接的电子显微照片；谷歌负责用 AI 把这些二维图像分割、重建为三维神经元；Janelia 与 MRC 分子生物学实验室、剑桥大学的专家再逐个人工校对、标注并判定细胞类型。给出的账是：人工核查的工作量合计相当于 44 年的人力。
谷歌在博客里补充了自家方法的两个细节：早期用于自动重建的 flood-filling networks，从单个像素出发、找出同属一个神经元的所有像素；新一代重建系统 PATHFINDER 则把“合成神经元”混入训练数据，以提升重建的速度与准确率。
时间与成本决定了这条路线的形态。按 HHMI 的回顾，在 Janelia 2008 年启动果蝇全脑图谱计划之前，科学界完整画出的动物接线图仍停留在线虫 C. elegans 的 302 个神经元——那项工作花了十多年；当时多数科学家认为，果蝇超过 10 万个神经元的规模会让图谱耗时太久、成本太高。按当时估算，用现有技术做果蝇需要 500 人干 10 年。Janelia 创始执行总监、现任生物学部门负责人的 Gerry Rubin 说，Janelia 的关键贡献是组建跨学科团队，把生成连接组的效率提高了 1,000 倍以上。
这条路的出版记录是：预印本早在 2025 年 10 月便已公开（Janelia 新闻稿注明其 bioRxiv DOI：10.1101/2025.10.09.680999）；2026 年 9 月 3 日，论文以《Sexual dimorphism in the complete connectome of the Drosophila male central nervous system》为题发表于，剑桥新闻稿同日称论文“今日发表”。同一天还有三篇配套论文，分别把新图谱用于视觉通路、味觉-摄食回路与两性社会行为研究（谷歌博客与剑桥新闻稿均提及）。
同一股气味：雄蝇攻击，雌蝇求偶
据 Janelia 新闻稿的总结，在雄性图谱出现之前，所有已发表的果蝇脑连接组都来自雌性——包括 2020 年的半脑图谱，以及普林斯顿与剑桥团队发表的成年雌性全脑图谱。雄性图谱补上了对照的另一半：剑桥稿称，由于雌性果蝇脑此前已被绘制，新图谱让研究者能直接比较两性连接组、逐点锁定差异。谷歌博客把神经元按性别差异分成三类：两性相同的同形（isomorphic）神经元、只存在于一种性别的性别特异（sex-specific）神经元，以及两性都有、却连接着不同下游对象的双态（dimorphic）神经元。
图为谷歌研究博客配发的示例：同一种神经元在雄性（绿色）与雌性（品红）果蝇脑中的重建对比，博客说明文字称雄性版本多出两条突起。
初步发现集中在“同一输入、不同输出”上。HHMI 的总结是：性分化神经元集中在较高层脑区，负责感觉与运动的回路在两性间大体共享；一些回路起着“开关”作用，把进入的感觉信号改道到不同的行为通路——这可能是同一刺激在两性引发不同反应的原因。剑桥稿举的例子是气味：雄蝇闻到另一只雄蝇的气味会发起攻击，雌蝇面对同一种气味却进入求偶行为。HHMI 还报告，约 100 种雄性特异中间神经元细胞类型在中枢脑内织成高度交错的网络，协调大部分雄性特异行为。谷歌博客展示的视觉-运动通路里，信号要从 R1-R6 视觉神经元传到 DNg13 运动神经元，中间要经过雄性特异的 LoVP92 神经元——它因所谓的“爱情斑点”（love spot）得名，参与求偶行为。
对 Rubin 来说，这张图兑现的是 2008 年开始的押注：“这是我们第一次能比较一种具有复杂社会行为的动物的两性。雄蝇和雌蝇的行为差异很大，神经科学家想弄清大脑如何控制这些行为；现在我们可以轻易锁定造成差异的神经元。”共同领导项目的 Greg Jefferis（MRC 分子生物学实验室与剑桥大学神经科学家）形容得更直白：新图谱“基本上让我们一口气从眼睛追到腿”。论文作者之一、MRC 分子生物学实验室的 Isabella Beckett 则说：“这项工作正揭示大脑如何把同样的感觉输入，依据性别不同变成不同的行为——看清这些差异，终于能帮助我们理解感觉输入如何驱动行为，也更理解这个被称为大脑的黑箱。”
“垫脚石”的下一站：谷歌与 Janelia 的鱼脑、小鼠脑图谱
谷歌官方给这颗果蝇脑袋的定位是“垫脚石”（stepping stone）。Google AI 在帖子里解释：跨物种的神经系统存在惊人相似；人类大脑约 860 亿个神经元，整体绘制尚不可行，用 AI 先画清果蝇、鱼这类较小生物的神经系统，是为将来可能用于治疗与修复人类神经与认知疾病的研究铺路——这是谷歌官方表述的远期目标，尚非已实现的成果。谷歌研究博客还强调，果蝇是长期处于科研核心的模式生物，相关研究已收获多项诺贝尔奖。
谷歌研究博客称，项目已推进到脊椎动物：哥伦比亚大学牵头、谷歌参与的象鼻鱼（elephantnose fish）后脑连接组研究于 9 月初发表于《Nature》，谷歌称这项研究首次把静态连接组与其他信息结合用于研究神经可塑性与学习，产出了迄今最完整的脊椎动物学习机制模型；与哈佛合作的斑马鱼幼虫全脑数据集论文即将发表；团队还预告了即将推出的斑马鱼全脑已校对图谱与小鼠脑部分区域图谱。
Janelia 则把下一站放在鱼上。HHMI 稿称，园区正与外部团队完成幼虫斑马鱼的全脑连接组——图谱将同时包含鱼在行为中的神经活动记录，成年 Danionella（一种终生透明的鱼类）的脑图谱也已开工。Rubin 牵头的 AI@HHMI 项目，则计划为果蝇与鱼脑构建带分子注释的连接组。