本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
我们的大脑由数百万个神经元构成。非常多。很多。我们科学家花费大量时间研究这些神经元，它们如何单独运作，以及它们如何对外来刺激做出反应。
但是神经元不能单独运作。神经元的独特之处在于其携带电信号并将化学信号传递给其他神经元的能力。神经元的功能不在于神经元本身，而在于它们之间的连接。这个由数十亿连接组成的极其复杂的网络被称为连接组。
如果我们知道人类的连接组，我们对大脑的了解将比现在多得多。我们正在一点一点地学习它，但是由于连接的数量如此庞大，现在要检查每一个可能的连接实在太多了。目前，确保以细致的细节获得每一个连接的唯一方法是使用电子显微镜来观察突触，即神经元之间的连接。突触小器官（例如充满神经递质的囊泡）的浓度可以告诉你每个连接的位置。但是电子显微镜一次只能观察非常小的区域，这使得连接组的绘制成为一项极其艰巨的任务。
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这就是蠕虫的用武之地。
Jarrell 等人。“决策神经网络的连接组” 《科学》，2012年。
秀丽隐杆线虫，确切地说是。这种线虫是基础研究的宠儿，并且有充分的理由。秀丽隐杆线虫非常简单，全身只有302个神经元。好吧，302个，或者383个。秀丽隐杆线虫有两种，雌雄同体和雄性（没有雌性）。雄性与雌雄同体交配。但这意味着雄性秀丽隐杆线虫与雌雄同体秀丽隐杆线虫略有不同。虽然雌雄同体有302个神经元，但雄性有383个。而且其中大部分似乎都致力于一系列复杂的、以交配为特征的行为。
秀丽隐杆线虫雌雄同体的连接组已被绘制出来，但雄性的连接组尚未绘制。直到现在。本研究的作者，在阿尔伯特·爱因斯坦医学院进行的研究，着眼于秀丽隐杆线虫雄性的连接组，重点关注线虫的后半部分，即控制交配行为的回路。
秀丽隐杆线虫的交配比您可能认为的要复杂。
在这里您可以看到秀丽隐杆线虫的交配系统。当雄性撞到雌雄同体时，它开始沿着潜在伴侣的身体寻找，寻找外阴。它沿着身体滑动，有时不得不掉头再次搜索。当它找到外阴时，它从肛门区域向外阴伸出一个探针。然后它插入交接刺，一个细长的空心刺，并用它将精子射入外阴。然后它撤退并逃脱。
（这是交配器官，您可以看到用于抓住的钩子，以及左侧带有精子的交接刺）。
它们必须快速完成，因为雌雄同体通常不配合。毕竟，它们可以很好地自我受精，谢谢，它们还需要任何雄性做什么？雌雄同体通常不合作或积极尝试逃脱。因此，这一系列行为需要非常迅速地发生。
为了研究这是如何发生的，本研究的作者观察了秀丽隐杆线虫的后半部分。该区域有170个神经元（其中81个是雄性特有的）和64块肌肉（其中40块是雄性特有的）。170个神经元中的绝大多数（144个）终止于与交配直接相关的感觉器官。
通过结合电子显微镜和计算机编程（以查看不同类型的连接并从中预测短距离或长距离通信），作者能够绘制出交配回路的所有神经连接图。
在这里您可以看到在交配中必须控制的所有肌肉和性腺，以及神经元撞击它们的位置，从而在该区域创建连接组的粗略地图。顶部的面板（点击放大）显示控制身体弯曲的大肌肉，当雄性沿着雌雄同体的身体搜索时。第二个面板是控制泄殖腔（蠕虫代替肛门的全功能出口孔）打开以及释放用于授精的交接刺的肌肉序列。中间的三个面板是响应模块，显示神经元与肌肉的连接，这些肌肉响应雄性感知到的相对于雌雄同体的位置，以及他需要如何移动才能正确定位。最后的面板是授精模块，显示神经元与授精肌肉和性腺之间的连接位置。
这就是连接的解剖结构。但是，如果不了解信息的去向，连接的解剖结构就毫无意义。这就是该项目的计算部分发挥作用的地方，因为作者弄清楚了有多少连接去往何处，以及它们的强度或弱度。他们得出了这个结果：
这是通过网络的假设信息流，显示了突触的数量以及它们的去向。它比这里看到的还要复杂，这些连接创建了一系列前馈环路，以保持雄性的交配行为模式运行，直到它找到外阴，然后再前馈以将精子送入伴侣体内，并使这一切尽可能快地发生。
像这样的连接组可以带给我们的知识真的令人着迷。对类似连接组的进一步研究可以使我们更详细地了解动物如何运作并执行看似复杂的运动，神经元如何促成交配过程中的多个步骤。不仅如此，了解最终的连接组意味着我们可以开始在发育过程中探索它，发现细胞如何变成特定的神经元，并建立高度特定的连接以实现最终功能。而这就是从蠕虫性行为中可以收集到的大量信息和可能性。
Jarrell TA, Wang Y, Bloniarz AE, Brittin CA, Xu M, Thomson JN, Albertson DG, Hall DH, & Emmons SW (2012)。决策神经网络的连接组。《科学》（纽约，N.Y.），337 (6093), 437-44 PMID: 22837521
注：我编辑了这篇文章，添加了作者的机构并纠正了关于交配的一个观点。即，关于存在用于抓住雌性的“钩子”的说法。钩子确实存在，但我被告知它们的用途尚未确定。