复制到计算机中的果蝇大脑……驾驶、游戏、投资全都会了 [科技谈]

by Lim Juhyeong

Published 19 Sep.2026 07:21(KST)

Updated 19 Sep.2026 14:49(KST)

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公开果蝇大脑3D连接组模型
将程序接入神经网络进行训练
目前仍停留在趣味层面……推动大脑研究发展

编者注从人工智能、半导体、通信到生物技术，我们将以浅显易懂的方式解读生活中不可或缺却又颇为陌生的技术故事。

如果能将生物的大脑复制到计算机中，会怎样？这一如同科幻电影般的情景，近期在谷歌的推动下成为现实。谷歌已将包含雄性果蝇大脑神经网络连接关系的图谱数据以开源形式免费公开。

更令人惊讶的是，开发者借助人工智能，让果蝇大脑接入了各种任务。进入计算机的虚拟果蝇大脑不仅能驾驶、玩游戏，甚至还能进行比特币投资。

将果蝇大脑图谱“连接组”接入节奏游戏《Beat Saber》的画面。X截图

谷歌与美国霍华德·休斯医学研究所、英国剑桥大学等多个研究团队合作，近期公开了一份“大脑图谱”：该图谱构建了雄性果蝇约16.6万个脑神经细胞，以及连接这些细胞的1.25亿个突触。像这样将生物大脑神经网络绘制成图谱的数据，被称为“连接组”。

此次果蝇连接组是长达10年的研究项目成果，也是迄今人类构建的规模最庞大的大脑图谱。谷歌将相关数据以开源形式免费公开。

此后，一名开发者进行了别出心裁的实验：将果蝇大脑图谱与游戏联动，测试复制到计算机中的虚拟果蝇能否操控游戏。实际结果显示，果蝇成功完成了节奏游戏《Beat Saber》、经典射击游戏《Doom》、《Super Mario》及《Minecraft》等复杂游戏任务。

将果蝇连接组接入自动驾驶软件的画面。X截图

究竟如何才能教会果蝇大脑操控游戏？开发者首先让果蝇的感觉神经元在游戏画面发生变化时激活，再将由此产生的大脑神经活动与移动、攻击等按键关联。此外，开发者还构建了奖励机制，即果蝇大脑的游戏表现越好，便给予特定刺激，这一机制也被称为“强化学习”。

这种方法并非仅适用于游戏。事实证明，它还可应用于自动驾驶、比特币投资等多种活动——这些活动都要求系统对特定环境变化作出相应反应。因此，目前开发者社区正掀起利用果蝇大脑进行编程实验的热潮。

既然可以在果蝇大脑图谱上训练游戏、驾驶和投资等任务，那么未来能否也将人类大脑复制到数字空间？此次果蝇连接组实验虽颇具趣味，但这与将果蝇意识转移至计算机完全是两回事。

果蝇大脑能够操控游戏，但将每个神经系统与游戏逐一连接，实际仍需人工完成。与其说果蝇凭借自身智能执行和完成任务，不如说人们能够将果蝇神经当作类似计算机芯片电路图的工具来使用，这种解读更为准确。

开源公开的雄性果蝇连接组。霍华德·休斯医学研究所提供

连接组本身的局限性也十分明确。连接组通过连接生物复杂的大脑神经，并将其构建成三维图谱，是加深人类对大脑原理理解的有用工具。然而，诸如大脑各区域究竟进行何种具体互动、神经递质以何种方式发挥作用等真正重要的变量，目前仍无法通过连接组加以观察。

数十年来，科学家一直在构建连接组。目前已拥有连接组的生物主要是秀丽隐杆线虫、果蝇等相对简单的生物。与人类等高度发达动物相比，它们的神经元结构要简单得多。

但由于大脑本身是极其复杂的器官，仅完成果蝇连接组就耗费了10年时间。构建连接组需要将大脑切成数百万张薄片，逐张用电子显微镜拍摄，再由计算机将平面图像连接起来，重新构建为立体模型，过程十分繁琐。

得益于精细连接组的构建，研究团队得以识别雄性和雌性果蝇神经细胞的差异。谷歌官网供图

谷歌在构建果蝇连接组时，引入了一项名为“洪水填充网络”（Flood-Filling Network）的新型人工智能技术。该技术能在大脑薄层切片图像拼接时，自动追踪各个神经细胞的延伸结构。据称，这项技术极大帮助研究人员将大小和形态不规则、数量也难以估算的三维神经细胞，重建为统一模型。

未来，谷歌的目标是构建斑马鱼大脑连接组。与果蝇一样，斑马鱼也是研究团队投入逾10年持续攻关的课题。凭借既有研究成果及人工智能新技术，斑马鱼被视为继果蝇之后最有希望完成连接组构建的候选对象。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。