計算、理論與前沿神經科學
連接組
連接組是一張完整的神經系統接線圖:它標出每一個神經元,並畫出它們彼此之間的每一處連接。可以把它想像成一座城市的道路地圖,只不過這裡連接的不是把一棟棟建築相連的街道,而是一個個被稱為突觸的微小接點——神經細胞就在突觸處把信號傳給下一個細胞。一張完整的連接組不僅告訴你哪兩個神經元彼此交流,還精確地指出究竟是哪個細胞伸向哪個細胞,於是整團錯綜的腦內佈線,就變成了真正可以追蹤、可以讀懂的東西。
研究者繪製連接組的辦法,是把神經組織切成薄如晶片的切片,在高倍顯微鏡下逐張拍攝,再順著每一條神經纖維在一張張圖像間穿行,把這些連接重新拼接還原。這是一項極其浩大的工作,因為哪怕一個很小的腦,也容納著數量龐大的細胞,以及多得多的細胞間連接;即便有電腦幫忙,標繪整個腦也可能耗時數年。迄今為止,完整的連接組只為一些小型生物繪製出來,例如一種線蟲和果蠅;而小鼠、人類等更大腦的圖譜,仍然只是局部的。
之所以付出這一切辛勞,是因為佈線塑造行為。知道哪個神經元連向哪個神經元,科學家就能精確地追問:一個環路是如何產生視覺、記憶或運動的,並通過單獨開啟或關閉某個細胞來檢驗這些想法。連接組本身並不能解釋一個腦是如何思考的,正如一張道路地圖並不能解釋交通狀況;但它是其他解釋賴以建立的根基,也是理解人類心智的一個長遠目標。
connectome(連接組)一詞呼應著 genome(基因組):正如基因組是一個生物全部基因的完整清單,連接組所追求的,是它全部神經連接的完整清單。
又稱
另見