葡萄牙香帕利莫基金会与美国霍华德·休斯医学研究所贾内利亚研究园区、英国医学研究理事会分子生物学实验室、剑桥大学及谷歌研究院合作团队近日在《细胞》发表两篇研究论文，首次绘制出复杂成体动物——雄性果蝇——完整中枢神经系统的连接组，并基于这一图谱追踪了味觉信号从全身感觉神经元到驱动取食行为的运动神经元的完整神经通路。
这项历时近二十年的全球合作研究，共追踪并编目了166700个神经元，识别出逾11000种不同细胞类型。连接组是展示神经元如何通过突触相互连接的图谱，这些微小的神经信号传递节点遍布整个神经系统。人工智能在追踪海量电子显微镜数据中的神经元及其连接方面发挥了关键作用，并在广泛人工校对和标注前完成了初步重建，同时用于预测特定神经元是激活还是抑制其他神经元，不仅呈现了神经元之间"谁与谁对话"，还揭示了它们可能"说了什么"。
香帕利莫基金会首席研究员Carlos Ribeiro表示："这是我们首次拥有一种复杂解剖结构和行为的成体动物完整中枢神经系统的连接组。我们已有雌性神经系统不同部分的图谱，现在可以开始追问两性神经线路差异与行为差异之间的关系。"
与视觉和嗅觉相比，味觉的神经回路研究长期落后。果蝇的味觉感受神经元分布于腿、翅膀、口器及咽喉内部，远比其他感觉系统分布广泛，绘制所有这些神经元的图谱是一项前所未有的挑战。研究团队不仅识别并分类了果蝇全身每一个味觉感受神经元，还追踪了这些信号如何连接至控制取食、运动、激素释放和求偶行为的神经回路。
研究发现了一个引人入胜的组织原则：尽管味觉传感器分布于全身，携带相似"效价"信号——即某种物质是"好的"还是"坏的"——的神经元，倾向于在大脑深层汇聚至相同回路。但这种汇聚并不抹去味觉信号的来源信息：腿部的吸引性信号可能告诉果蝇停止行走并进行探查，而来自咽喉内部的信号则可调节吞咽行为。正如论文共同第一作者、香帕利莫基金会博士后Ibrahim Tastekin所言："这套系统汇聚了携带相似效价的信号，但保留了足够的味觉来源位置信息，以产生适当的行为响应。"
论文共同第一作者、研究技术员Inês de Haan Vicente指出，取食并非单一决策，而是一系列行为序列——减速或停止、伸出并定位取食器官、采样食物、最终吞咽。身体不同部位的味觉传感器在这一序列中充当连续的检查点。研究通过识别24种取食运动神经元并追踪通向它们的通路，揭示了哪些神经路线可能将特定味觉输入与这一序列的特定步骤相关联。
一种反复出现的回路模式涉及去抑制：神经回路似乎对取食运动神经元保持神经"制动"，直到吸引性味觉信号足够强烈才释放这一"锁扣"；一旦制动解除，第二条更慢的通路在果蝇取食过程中维持运动的持续，使取食行为既具选择性又保持稳定。
图谱还揭示了味觉如何为身体做出预期性准备。咽喉内部的特定味觉神经元连接至神经内分泌细胞和胰岛素分泌细胞，首次呈现了允许激素响应在营养物质被完全吸收之前就启动的精确神经线路。Tastekin指出："预期性胰岛素响应——即在看到、闻到或品尝食物时就发生的胰岛素释放——已被证实存在于包括人类在内的多种动物中。令人兴奋的是，我们现在可以看到这一现象可能的神经线路，以及无热量代糖饮料的味道为何可能触发胰岛素释放，即便随后并无真实热量摄入。"
Ribeiro表示，连接组正从终点变为起点，成为一种假说生成工具——研究人员现在可以直接从图谱中查询：哪些感觉神经元与控制运动的神经元相连？应该操控哪些中间神经元？"当你能够利用连接组从行为问题出发，找到可以验证的精确神经回路时，它的价值才真正得以体现。我们现在有了线路图，下一步是更好地理解这些线路如何产生动物的决策。"
参考文献：
The Complete Gustatory Connectome of Adult Drosophila Reveals How Taste Guides Feeding, Foraging, and Social Behavior, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.08.016. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00943-8
Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome, Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2026.08.015. www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00942-6
编辑：王洪
排版：李丽
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