谷歌等十年绘出果蝇全脑图谱,研究生两天将其接入 Minecraft

谷歌等十年绘出果蝇全脑图谱,研究生两天将其接入 Minecraft

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News Editor
2026-09-06 09:25:11
Google Research、HHMI Janelia 和剑桥大学耗时十年完成雄性果蝇中枢神经系统连接组 MaleCNS v1.0,并于 9 月 3 日登上《Cell》。两天后,佐治亚理工学院研究生 Evan Smith 借助 GPT-6 Astra,将这套包含 166700 个神经元、1.25 亿个突触连接的开源脑图谱接入 Minecraft,让虚拟果蝇在玻璃方块构成的环境中飞行。该项目尚未公开代码,Smith 表示 V1 仍在开发中,代码和模组即将放出。

一只果蝇,被放进了 Minecraft。

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在一个由玻璃方块围出的透明密室里,它悬在半空中扇动翅膀,飞出几格后转向、翻身,姿态不断变化。驱动这只虚拟果蝇行动的,不是普通游戏脚本,而是一整套雄性果蝇中枢神经系统连接组。

按照原文披露,这套系统在模拟中让 166700 个神经元放电,神经活动直接决定虚拟果蝇的每一次转向。对应的脑图谱代号为 MaleCNS v1.0,由 HHMI Janelia、剑桥大学和 Google Research 历时十年完成,人工校对累计投入 44 人年,并于 9 月 3 日发表于《Cell》。

但就在论文发表两天后,它已经被接入游戏环境。完成这件事的不是顶尖实验室团队,而是佐治亚理工学院研究生 Evan Smith。按照 Smith 在原帖中的说法,项目「V1 仍在开发中」,「借助 GPT-6 Astra 完成」,而且「代码和模组即将放出」。

这一进展也迅速引发讨论。原文提到,评论区有人把它称作果蝇版《黑客帝国》,也有人把话题引向模拟理论。前 OpenAI 设计师 Pietro Schirano 还留下了一句改写自庄子的评论,称自己已分不清是梦见变成一只果蝇,还是一只果蝇梦见自己是人。

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MaleCNS 是什么

这次被用于游戏仿真的 MaleCNS,是首个完整的雄性果蝇中枢神经系统连接组。它不只覆盖果蝇的大脑,还同时纳入中央脑、视叶,以及相当于果蝇脊髓的腹神经索。原文特别提到,颈部神经连接也被完整保留,使得大脑如何指挥身体这条链路第一次在同一张图谱上被完整贯通。

具体来看,MaleCNS 覆盖三块区域:中央脑、视叶和腹神经索。听觉、视觉、嗅觉输入到运动输出,第一次在同一张图上实现连通。

研究人员在对比中还发现了 262 种雄性特有细胞类型,以及 114 种在两性之间形态不同的细胞类型。原文称,这些差异集中在高阶脑区,不仅解释了果蝇在求偶和攻击行为上的性别差异,也验证了微小回路变化能够带来全脑层面的影响。

文中举例称,同一类神经元 AOTU008 在雄蝇和雌蝇之间存在差异,雄性多出两条投射。

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从规模看,这张脑图谱包含 1.25 亿个突触连接,按神经元数量计算,是迄今最大的脑图谱。它的构建过程也极为漫长:研究人员先将一只果蝇切成数百万片薄片并逐片进行电镜扫描,随后由 Google 使用 flood-filling networks 和 PATHFINDER 系统,把海量二维切片重建为三维神经元形态,最后再由 Janelia 专家逐个进行人工校对和注释。

完成之后,这套数据以 CC-BY 协议开源。原文称,用户注册并获取 token 后,只需执行一行 pip install 命令,再写几行代码,就能把任意神经元的上下游连接拉到本地。一颗拥有 1.25 亿个突触的大脑,因此变成了一份任何人都能下载的开源文件。

从连接图到会飞的虚拟果蝇

不过,神经连接组本身仍是一张静态“布线图”。要把这张图变成能在游戏里行动的虚拟生命,还需要补上三道工程工序。

第一道是神经元动力学。每个神经元如何积累输入、何时放电,都需要数学模型支撑。原文提到,学界常用的是漏电积分放电模型(Leaky integrate-and-fire)。接入动力学方程后,静态结构才会转成流动的神经活动。

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第二道是感觉输入。Minecraft 中的光照、玻璃方块和距离信息,要被编码进果蝇的视觉神经元。

第三道是动作输出。神经系统产生的电信号,还需要被翻译成游戏角色在引擎里的物理位移。

原文指出,9 月 3 日发布的《Cell》论文恰好提供了一条现成通路:从 R1 到 R6 视觉神经元,再到 DNg13 运动神经元,这是一条被完整探明的视觉—运动链路。只要这条链路上的接口接对,虚拟果蝇看到前方方块后,就应该作出相应反应。

为什么门槛会降到个人项目级别

原文把这次项目跑通归结为三样东西在同一周凑齐。

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  • 第一,是完全开源的脑图谱,提供了纳米级结构数据和可直接调用的 API。
  • 第二,是快速提升的 AI 代码能力。把几十万个神经元的连接表转成可运行模拟器,涉及数据读取、网络构建、动力学建模和游戏引擎对接等大量接口工程。原文称,GPT-6 Astra 把这部分工作量压缩到了一个研究生利用业余时间也能承担的程度。
  • 第三,是成熟的沙盒引擎。Minecraft 自带模组生态、物理规则、光照与碰撞系统,想测试果蝇是否躲避障碍,只需搭出玻璃墙;想测试是否追光,只需放上一支火把。

图谱负责结构,AI 降低工程门槛,游戏提供直观、可复现的可视化环境。三者叠加后,一个过去需要立项、拨款和组队推进的科研课题,被压缩成了一个可以复现的开源游戏项目。

原文还回顾了全脑仿真的历史作对比。OpenWorm 项目中的线虫只有 302 个神经元,科学家和工程师组建开源社区,花了十几年才让虚拟线虫在模拟器里扭动起来。半年前,Eon Systems 把 FlyWire 雌蝇全脑模型接入 MuJoCo 物理引擎,让虚拟果蝇完成走路、梳理和进食,也仍然依赖一家专职公司和一台实验室级物理引擎。

而这次,原文称,果蝇神经元数量达到线虫的 500 多倍,所需配置却降到了“一个研究生、一个 AI、一台能跑 Minecraft 的电脑”。连 Neuralink 创始人马斯克也出现在评论区表达惊叹。

能驱动行为,不等于产生意识

这场演示很容易让人联想到更大的问题。Pietro Schirano 的转发评论,把话题重新带回了“庄周梦蝶”式的经典追问。

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但原文同时明确区分了两个层面:能驱动行为,不等于产生了意识。当前项目只能说明,模拟神经活动能够驱动角色运动。

这只在玻璃盒子里打转的方块果蝇,闻不到气味,也感受不到温度。它是否具有主观体验,会不会做梦,原文给出的结论是:谁也不知道。

不过,行为层面的验证已经能改变研究流程。原文提出,如果修改游戏环境,虚拟果蝇会不会作出稳定反应;如果打乱几条神经连接,飞行轨迹会不会变化;如果关闭部分神经活动,系统会不会立刻失效。过去,这类问题往往需要漫长的湿实验,需要养虫、做基因敲除,再等待结果。现在,研究者可以先在电脑里断开几行代码跑一遍,从中筛出真正值得进入真实实验的假设。

原文还提到,一条 6 天大的幼体斑马鱼,其透明轮廓中约 14 万个神经元正被逐类点亮。这是第一个覆盖整个脊椎动物脑的连接组,同一条鱼的全脑活动记录也已经完成对齐。

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按照文中的判断,一旦代码开源,这颗果蝇大脑还可能被接入 Unity、虚幻引擎,甚至真实的机器人躯壳。届时,同一张图谱将对应出无数只不同的数字果蝇。

过去很长一段时间里,让一颗果蝇大脑在数字躯壳中动起来,需要一家公司和一台实验室级物理引擎。现在,至少在这次演示里,条件被压缩到了一个研究生、一个 AI 和一台能运行 Minecraft 的电脑。

至于这只方块世界里的果蝇会不会做梦,答案仍然悬而未决。但原文最后给出的重点不是意识结论,而是实验门槛的变化:继续探索这个问题的人,已经不再一定需要顶尖实验室的背书。

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