成功绘制雄性和雌性蠕虫的完整神经网络是了解神经系统功能的重要进展。
我们的神经系统是由神经和称为神经元的特殊细胞组成的复杂网络，这些神经元将信号传递到身体的不同部位。人脑拥有数十亿个神经元，它们通过庞大的突触连接网络进行通信。了解神经系统中连接的“电路”对于理解其如何实现整体功能以及构建生物体行为模型至关重要。
7月3日发表在《自然》杂志上的一项研究中，研究人员首次绘制了线虫秀丽隐杆线虫（C. elegans）雌雄个体神经系统的完整连接图。这种体长仅1毫米的微小成虫仅有约1000个细胞，因此其神经系统非常简单，仅包含约300-400个神经元。由于秀丽隐杆线虫与人类神经系统存在相似之处，因此被用作神经科学的模式生物。它被认为是最终理解由超过1000亿个神经元组成的复杂人脑的理想模型。三十多年前进行的一项早期研究也曾绘制过雌性秀丽隐杆线虫的神经系统连接图，但细节较少。
在本研究中，研究人员分析了已有的以及新获得的成年雄性和雌性线虫的电子显微照片，并使用专门的软件将它们拼接起来，创建了完整的雌雄线虫神经连接图。该图类似于“神经元地图”，被称为“连接组”。矩阵图包含了所有（a）单个神经元之间的连接，（b）神经元与肌肉和其他组织之间的连接，以及（c）整个动物肌肉细胞之间的突触。雄性和雌性线虫的突触通路非常相似，但突触的数量和强度有所不同，因此在多个层面上导致了雄性和雌性线虫特有的行为特征。从感觉输入到终末器官输出的详细映射有助于推断这些动物如何对其外部环境做出反应，以及哪些神经连接负责哪些特定行为。
蠕虫神经系统的“结构”是量化绘制大脑、其区域和神经系统内部不同神经连接以破译蠕虫行为的重要一步。 这些动物的行为方式可以帮助确定可能会动摇并导致疾病的神经连接。 蛔虫神经系统中的许多分子与人体神经系统相似。 这项研究可以帮助我们最终了解人类神经系统的联系及其与健康和疾病的关系。 由于已知许多神经和精神疾病是由这种“线路”中的某些问题引起的，因此了解联系可以帮助我们开发针对不同精神疾病的疗法。
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来源（S）
1. 库克、SJ 等人。 2019. 秀丽隐杆线虫两性的全动物连接组。 自然。 571 (7763)。 https://doi.org/10.1038/s41586-019-1352-7
2. White JG 等。 1986. 线虫秀丽隐杆线虫的神经系统结构。 Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci。 314（1165）。 https://doi.org/10.1098/rstb.1986.0056
