2026年3月7日,旧金山初创公司Eon Systems PBC发布一段虚拟果蝇视频:它在物理仿真环境中爬行、转向、搓“手”,动作略显笨拙。
全脑仿真首次实现具身闭环
该公司联合创始人Alex Wissner-Gross指出,这只果蝇的全部行为均由一个完整生物大脑的数字副本驱动——神经元逐个对应、突触逐条连接;感觉信号输入后,在连接组网络中传播,生成运动指令并驱动仿真身体执行动作。这意味着,感知—决策—行动的完整感觉运动回路,首次在全脑仿真中真正闭合。
图丨相关推文(来源:X)
技术基础:从果蝇连接组到计算模型
2024年10月,《自然》杂志同期刊发九篇论文,正式公布成年黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)完整大脑连接组。该成果由FlyWire联盟主导,普林斯顿大学Mala Murthy与Sebastian Seung为关键科学家。
项目始于2018年霍华德·休斯医学研究所Janelia园区对一只成年雌性果蝇大脑的纳米级电镜成像,经AI自动分割与全球数百名科研人员人工校验,最终完成约139,255个神经元、超5,000万个突触的全图谱构建。这是迄今规模最大、最完整的成体动物大脑连接组,远超线虫(302神经元)级别。
Eon Systems高级科学家Philip K. Shiu(论文第一作者,彼时为加州大学伯克利分校博士后)基于FlyWire数据,结合机器学习预测神经递质类型,构建出首个成年果蝇全脑LIF(漏积分放电)计算模型,并可在笔记本电脑运行。
图丨相关论文(来源:X)
该模型在输入味觉、触觉信号后,所预测的神经元激活模式与真实果蝇实验观测高度一致,运动行为预测准确率达95%。Shiu强调,这是“真正的神经网络”,区别于AI领域的人工神经网络;其智能源于结构本身,而非参数训练。
从离体大脑到具身智能
此前模型存在明显局限:仅模拟大脑,缺乏可交互的躯体。“神经活动产生指令,却无处可去”,如同发动机运转却未装入整车。
2026年3月的新演示填补了这一缺口,整合三大技术模块:
- 全脑LIF模型:作为“大脑”核心;
- NeuroMechFly v2:瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)开发的果蝇神经力学仿真框架,提供含视觉、嗅觉、本体感觉的虚拟身体,支持复杂地形行走;
- 中枢协调机制研究:基于EPFL团队对果蝇梳理行为中颈部、触角、前腿协同控制的中枢脑网络发现,引入两类耦合回路基序——递归兴奋性子网络与广播抑制网络。
系统以FlyWire连接组为神经架构,NeuroMechFly v2 + MuJoCo物理引擎为躯体与环境,实现感觉输入→神经传播→运动输出→行为执行的端到端闭环。据称,虚拟果蝇展现出多种自然行为,均由仿真大脑内在回路动力学自发驱动。
极简设计与行为涌现
Eon Systems CEO Michael Andregg披露,系统仅依赖四要素:神经元连接图谱、突触数量决定的权重、兴奋/抑制神经元分类、LIF神经元模型。全程无需手工调参或额外学习算法——连接组结构本身,叠加极简神经元动力学,即可涌现出接近真实的行为输出,准确率达91%。
对比已有路径:全脑仿真 vs 具身强化学习
全脑仿真路线代表:OpenWorm
自2011年起,OpenWorm项目持续模拟线虫(302神经元)全连接组与肌肉系统。2014年曾将神经网络“移植”至乐高机器人,实现触碰回缩等简单反应。但BAAIWorm(2024,《自然·计算科学》)指出:其脑体整合为开环,缺乏环境反馈,行为库极其有限。
具身仿真路线代表:flybody
Google DeepMind与Janelia合作的flybody项目(2024预印,2025《自然》正式发表),在MuJoCo中构建解剖级果蝇身体模型(67部件、66关节、102自由度),并用深度强化学习(DRL)训练人工控制器实现逼真行走与飞行。但其“大脑”为人造神经网络,与真实果蝇生物学结构无关——行为是学出来的,而非从连接组长出来的。
Eon Systems称,本次演示系首次将**真实生物连接组驱动的全脑仿真**与**高保真物理仿真身体**深度融合,并生成多种自然行为。若获验证,即标志着从连接组到行为的完整感觉运动回路在具身条件下首次闭合。其长期目标是两年内完成小鼠(约7,000万神经元)全脑数字仿真,为人类大脑仿真探路。
图丨OpenWorm(来源:OpenWorm)
审慎看待:技术局限与验证待完善
当前模型采用同质化LIF神经元,而真实神经元在形态、离子通道及放电特性上差异显著。95%预测准确率表明连接组拓扑与递质信息蕴含巨大功能潜力,但冻结权重、不可学习的大脑副本是否等同于原生智能,仍是根本性质疑。
另需注意:FlyWire连接组仅覆盖大脑,未扫描外周神经系统与肌肉。团队通过“已知运动神经活动模式 → NeuroMechFly虚拟身体”的人工映射实现桥接,因此“感知—行动闭环”的严格性需打折扣——大脑至身体之间仍存人为接口,非端到端数据驱动通路。
目前该成果尚未发表于同行评审期刊,虚拟果蝇具体行为类型、量化方法、与真实行为偏差程度等关键信息尚未公开。全脑仿真领域已有前车之鉴:欧盟“人脑计划”(HBP)因目标泛化、管理失序遭广泛质疑,最终大幅调整方向。
连接组学加速演进与替代AI路径
回顾连接组学发展:1986年线虫302神经元、2023年果蝇幼虫3,016神经元、2024年成年果蝇近14万神经元——数据积累与功能转化速度显著加快。Shiu从连接组发布到全脑模型上线几乎同步;Eon从模型到具身演示仅历时约一年半。
Shiu认为,构建小鼠乃至人类大脑的计算模型,提供了一条通往强人工智能的**替代路径**,有别于当前大型语言模型范式。Eon Systems的核心信念是:不训练巨型人工网络模仿智能,而是复制真实生物大脑。果蝇拥有约13.9万个神经元,人类达860亿,差距巨大;但此次数字果蝇,已是关键第一步。
视频丨 Eon Systems 视频演示(来源:X)

