核心技术 / 数字仿生

Neuron Matrix数字仿生研究平台

基于13.9万个果蝇神经元数据，我们将神经活动计算、三维身体运动与行为实验整合于同一平台，在统一的模型时间中，探索神经回路与行为之间的联系。

平台演示（20 秒）MetaFly 果蝇原型

同步呈现脑活动、果蝇三维场景与神经活动时间曲线。（查看完整视频）

≈13.9 万结构连接组神经元

LIF × GPU神经计算与并行运行

统一时序感觉、脑活动与行为同步

从神经计算到行为实验

以公开果蝇连接组为结构基础，通过 GPU 上的 LIF 神经元模型计算网络活动，观察回路响应。

输入探索、气味、食物、视觉威胁和机械接触信号，依据下降神经元输出呈现行走、进食、梳理、逃跑及起降。

同步查看脑活动、三维场景和时间曲线；支持实时显示、先计算后回放、摄像机跟随，以及单果蝇或双果蝇运行。

导出视频、轨迹、脑活动截图和神经活动 CSV，支持感觉门控、多巴胺相关活动、威胁逃逸与生存需求等计算实验。

PPI 感觉门控多巴胺相关活动威胁逃逸生存需求

选择连续体验、威胁逃逸或身体梳理，结合动作、电位曲线与发放事件进行观察；可旋转结构图并暂停回放。

局部模型 · 慢速展示

局部神经计算 · 调节视觉刺激，比较默认回路与输出抑制。

LC4LPLC2下降神经元

果蝇行为示意等待刺激

感知蓄力起跳逃逸落地

调节刺激，观察动作变化

下降神经元累计发放0次

当前模型时间0ms

动作按示例规则编排；可暂停或拖动时间轴，查看姿态与神经响应。

视觉刺激强度70

回路条件

播放速度

下降神经元膜电位 · 归一化模型值当前最高 0.00

绿线：左侧 DNp01；紫线：右侧 DNp01。底部短线表示发放事件。

0 ms

点击“尝试一下”启动交互，可暂停并拖动时间轴观察。

静态预览：交互脚本尚未启动，按钮将在加载后启用。

功能演示模块使用公开的 FlyWire 连接子集与简化 LIF 计算，全部动力学参数与行为映射均为展示设定。

数据与模型说明

三维图使用 FlyWire FAFB v783 的 22 个神经元、74 条局部连接，以及 240 个真实胞体位置采样。直线表示连接，不是神经纤维形态。计算选取 LC4 / LPLC2 → DNp01 的 20 条前馈连接，其余连接仅作结构背景。

局部模型以 1 ms 步长积分，发放阈值为归一化值 1；连接输入按源表权重缩放。示例中的“输出抑制”将下降神经元输入增益设为默认值的 5%。两个下降神经元在 60 ms 窗内累计发放达到 3 次时触发逃逸动画。这些均为展示参数，未建立疾病或损伤程度的对应关系。

连续体验与梳理的三维图分别使用 12 个和 8 个抽象节点，表示阶段输入、行为节律及左右输出；这不是额外重建的真实神经连接组。节点亮度由同一双通道信号映射，连线光点用于说明传播方向，不代表实测传导速度。支持旋转、缩放和选点；不显示真实神经元资料链接。

连续体验与身体梳理：按动作阶段生成左右通道驱动电流，以 1 ms 步长积分双通道 LIF，时间常数 18 ms、归一化阈值 1、不应期 4 ms。动作脚本驱动信号，信号不反向预测行为；参数为教学示意。曲线每 4 ms 采样，发放事件单独保留；1200 ms 模型时段以慢放方式展示。

结构数据：Shiu 等公开模型仓库；类型与坐标：FlyWire 注释 v2.1.0。行为学背景：视觉输入与巨纤维逃逸通路研究。平台功能依据 MetaFly 作者介绍。

原始数据与注释归属相应研究团队，使用遵循其来源条款。本网页的简化模型与动作示意为独立实现。