🪰 专栏 · 果蝇大脑复刻
数字果蝇实验室
2024 年，科学家第一次画完一只成年果蝇大脑的完整接线图：139,255 个神经元、5,450 万个突触。把这张图套上神经元模型、再接上物理仿真的身体，一只「数字果蝇」就能在电脑里觅食、梳理、逃跑。这个专栏把它搬进了你的浏览器——先玩，再弄懂。
一颗罂粟籽大小的脑，装了多少东西
一只数字果蝇是怎么拼出来的
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接线图（连接组）
把一只果蝇的大脑切成几千片超薄切片，用电子显微镜逐片成像，AI 描出每根神经纤维，人再逐个纠错。得到的是「谁连着谁、连了几个突触」。
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神经元模型（LIF）
每个神经元简化成一个「会漏电的积分器」：输入累积到阈值就发一个脉冲。连接强度直接取突触数量——没有任何训练，全靠接线图本身。
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物理身体（NeuroMechFly）
一只按真实解剖建模的果蝇身体跑在 MuJoCo 物理引擎里：多关节的六条腿、会粘地的脚、按 218 Hz 拍动的翅膀。
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脑—体闭环
脑读身体的感觉（味觉、视觉），下行神经元的放电再驱动步态。我们每 15 毫秒同步一次，这就是「数字果蝇」。
在浏览器里亲手试
从线虫到人：全脑接线图画到哪了
| 物种 | 神经元 | 完整接线图 |
|---|---|---|
| 秀丽隐杆线虫 | 约 300 | 1986 年画完 |
| 果蝇幼虫 | 约 3,000 | 2023 年画完 |
| 成年果蝇 | 139,255 | 2024 年画完，本专栏主角 |
| 小鼠 | 约 7,000 万 | 只画完 1 立方毫米皮层 |
| 人 | 约 860 亿 | 遥遥无期 |
算力也是一道坎：我们在 Mac mini M4 上跑果蝇全脑，1 秒脑时间要约 12.6 秒；加上噪声和全脑监视后要慢 18～24 倍。
专栏文章
常见问题
果蝇大脑真的被「上传」到电脑了吗？
说「上传」有点夸张。被复制的是一张接线图：139,255 个神经元之间谁连着谁。套上简化的神经元模型后，它确实能在电脑里对刺激做出合理反应——Shiu 等人 2024 年在 Nature 上用它预测了与进食、梳理相关的神经回路，并被实验验证。但它不包含那只果蝇的记忆、神经调质和身体化学。我们自己复现时还发现：不给任何输入，原模型一个脉冲都不发。
为什么偏偏是果蝇？
果蝇大脑足够小（神经纤维网总体积 0.0175 立方毫米），又足够复杂（会学习、会导航、会求偶），而且遗传工具和行为研究积累了一百多年。它是目前唯一既能画完整张脑图、又能把结果和大量实验对照的「会飞的动物」。
果蝇大脑可以下载吗？能在自己电脑上跑吗？
可以。FlyWire 的 Codex 网站（codex.flywire.ai）提供 v783 版连接组的 CSV 下载，许可是 CC BY-NC 4.0（署名、非商用）；Shiu 2024 的全脑 LIF 模型代码在 GitHub 上公开（philshiu/Drosophila_brain_model）。普通电脑就能跑：我们在 Mac mini M4 上用 Brian2 模拟 0.1 秒脑时间耗时约 1.26 秒。
网页里的果蝇是由真实大脑在控制吗？
不完全是，这点要说清楚。在线交互里的行走和飞行由 CPG 振荡器和自稳控制器驱动，跑的是真实物理，但不是全脑模型——13.9 万神经元的脑在浏览器里还跑不动。全脑驱动的行为（尝糖进食、视觉逃逸、自发行为）是我们在 Mac mini 上预先算好的录像，放在「在线玩」页面里。
离复刻人脑还有多远？
非常远。人脑约 860 亿个神经元，是果蝇的 60 多万倍；目前哺乳动物只画完了小鼠 1 立方毫米的皮层。而且即便是果蝇，现在的模型也只用了接线图，神经元的真实电学特性、神经调质和可塑性大多还是简化或缺失的。