近日，麻省理工學(xué)院（MIT）博士后和工程師Nicolas Aimon使用3D打印技術(shù)精確制作出了果蠅的大腦模型，不僅如此，他還加入了燈光效果來模擬大腦活動(dòng)。Nicolas使用的3D模型數(shù)據(jù)來自尼FlyBrain項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目使用實(shí)際蒼蠅的熒光數(shù)據(jù)（fluorescence data）開發(fā)出蒼蠅大腦的精確3D模型（模型文件下載：http://flybrain.neurobio.arizona.edu/Flybrain/html/contrib/2000/rein/adultbrain.html），這種模型后來證明，很適合3D打印。

        Nicolas解釋說，他的靈感來自于他妹妹的科學(xué)研究。“她現(xiàn)在在加州大學(xué)圣地亞哥分校Kavli心腦研究所，在Ralph Greenspan教授的研究實(shí)驗(yàn)室里工作，她研究的部分內(nèi)容就是使用先進(jìn)的顯微技術(shù)，觀察三維尺度下果蠅（野生黑腹果蠅）的大腦活動(dòng)。”

        Nicolas本人在MIT材料科學(xué)與工程系，他們那里剛剛購買了一臺(tái)FormLabs的3D打印機(jī)，可以以相當(dāng)高的精度用透明樹脂打印模型。于是他就考慮如果用現(xiàn)成的3D數(shù)據(jù)制作一個(gè)更生動(dòng)的果蠅大腦實(shí)物模型。“經(jīng)過幾次反復(fù)考慮，我決定用光纖照亮3D打印模型的特定位置。”

        其結(jié)果是非常令人印象深刻的。 不僅3D打印的模型絕對(duì)華麗、非常詳細(xì)，Nicolas還使用大量光纖、一塊Adafruit NeoPixel數(shù)字RGB LED控制條和適當(dāng)?shù)腁rduino軟件編程為這個(gè)模型加上了光電效果。

        幸運(yùn)的是，Nicolas能夠獲得果蠅大腦詳細(xì)的3D數(shù)據(jù)并將其輕松轉(zhuǎn)換成STL文件。而最難的部分，則是控制光纖，使其能夠有規(guī)律地照亮不同的位置。他解釋說，他在果蠅大腦的3D模型內(nèi)部生成了一個(gè)遍布其內(nèi)部的網(wǎng)格，并保留了其中的53個(gè)網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)，這些結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于照亮整個(gè)模型所需的光纖數(shù)量。并以這些結(jié)點(diǎn)的位置為起始，向外生成孔徑，以方便光纖的插入。

        打印大腦本身是很簡單的。據(jù)了解，Nicolas使用Formlabs 3D打印機(jī)和透明的光敏樹脂。但是打印之后所有的光纖都需要手動(dòng)插入和膠合到位。而且最好第一次不用膠水插上試試，以確認(rèn)光纖之間沒有互相沖突。至于膠水，Nicolas使用的是環(huán)氧樹脂。

        對(duì)于燈光效果本身，Nicolas使用了Adafruit公司的Neopixels控制模塊，十分有效。“它們都超方便的，因?yàn)槟阒恍枰€（電源和信號(hào)），就可以解決這些數(shù)量眾多的LED連接問題。而且它很柔軟，可以根據(jù)你所需要的形狀和位置進(jìn)行切割和焊接。”這些都可以在Adafruit的網(wǎng)上商店購買到。

        Nicolas繼而用激光切割制作了一個(gè)硬紙板箱，以完美地固定光纖。“用亞克力板作為箱子的內(nèi)襯，上面打出小槽來完美地嵌入LED條，使其正好在光纖的下面”。當(dāng)然盒子里面還要容納得下Arduino芯片，一個(gè)USB端口就足以支持所有必要的數(shù)據(jù)訪問和電力。

        最后就是把所有的這些都安裝和固定好，連接所有的線路，打開開關(guān)，一個(gè)奇異的蒼蠅大腦模型就完成了，看上去像一臺(tái)另類的床頭燈。

        當(dāng)然，這個(gè)可不只是一個(gè)酷酷的床頭燈，Nicolas還根據(jù)蒼蠅大腦的生理數(shù)據(jù)，對(duì)LED燈進(jìn)行編程，使其能夠模擬演示蒼蠅的神經(jīng)反應(yīng)狀態(tài)（見下圖）。