长期以来，在计算机中复制并运行生物大脑的构想似乎遥不可及。过往的数字模拟主要依赖机器学习算法，难以忠实还原生物神经系统的原始结构。如今，一项突破性实验展示了新的可能性：科学家成功构建了昆虫大脑的详细数字版本，并将其连接至具备运动与反应能力的虚拟躯体。
来自葡萄牙生物科技公司Eon Systems的研究团队，完成了对黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）大脑的完整模拟。该模型基于电子显微镜数据构建，精准绘制了昆虫的“连接组”（Conectoma），即大脑中所有神经连接的总和。这一数字版本重现了约14万个神经元，其中超过12.5万个处于活跃状态，并包含约5000万次突触连接。与纯人工智能系统不同，该虚拟大脑是果蝇真实神经解剖结构的直接复制品，采用“带泄漏的积分与发放”架构模拟基础电活动，并预判了各连接中的神经递质作用。
为验证系统，研究团队将虚拟大脑连接至基于NeuroMechFly v2生物力学模型构建的虚拟躯体，该躯体源自真实果蝇的X射线显微断层扫描。虚拟躯体拥有87个独立关节，在MuJoCo物理引擎中运行，严格遵循现实物理定律。系统以15毫秒为周期运行闭环：虚拟环境发送感官刺激，数字大脑处理信号，生成运动指令，驱动躯体移动并改变环境。这种感知与行动的闭环机制被视为该领域的重要里程碑。
在感知层面，系统模拟了多种刺激：甜味激活足部或口器味觉受体，苦味触发逃避反应，虚拟颗粒激活触角传感器引发清洁行为，视觉刺激则激活与逃生相关的神经元。视觉模型基于果蝇光学系统研究，涉及数万个视觉神经元。实验已观察到典型行为，包括触角清洁、觅食、环境探索及视觉威胁下的逃避反应。研究人员通过精简的下游神经元（如控制方向的DNa01/DNa02、控制速度的DN1及控制口器的MN9）将神经信号转化为物理运动，策略类似于驾驶汽车时直接控制油门与转向，而非模拟所有生物细节。
尽管团队承认该模型仍属概念验证，尚未复现离子通道等复杂生物物理过程，也缺乏饥饿、饱腹等内部状态及高级学习机制，但其证明了基于真实解剖结构的模拟可产生复杂的感知运动行为。下一步目标更为宏大：构建拥有约7000万神经元的小鼠全脑数字模型，其神经元数量是果蝇的560倍。项目负责人表示，若该方法在昆虫上可行，向哺乳动物扩展将主要是规模问题而非原理障碍。
对于中国脑科学与人工智能从业者而言，这一进展标志着从“数据驱动”向“结构驱动”的模拟范式转变，提示未来在类脑计算与数字孪生领域，基于真实解剖结构的精细化建模可能成为突破复杂行为模拟的关键路径。