Pierwsza w historii kompletna mapa mózgu prawdziwie czarującego robaka: ScienceAlert

Po 12 latach pracy ogromny zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, USA i Niemiec ukończył największą i najbardziej złożoną jak dotąd mapę mózgu, opisującą każde połączenie nerwowe w mózgu larwy muszki owocowej.

Chociaż nie jest nawet w pobliżu rozmiaru i złożoności ludzkiego mózgu, nadal obejmuje przyzwoite 548 000 połączeń między łącznie 3016 neuronami.

Mapy identyfikują różne typy neuronów i ich ścieżki, w tym interakcje między dwoma półkulami mózgu oraz między mózgiem a rdzeniem kręgowym. To przybliża naukowców do zrozumienia, w jaki sposób ruchy sygnałów między neuronami prowadzą do zachowania i uczenia się.

„Jeśli chcemy zrozumieć, kim jesteśmy i jak myślimy, częścią tego jest zrozumienie mechanizmu myślenia” On mówi Joshua T Vogelstein, inżynier biomedyczny z Johns Hopkins University.

„Kluczem do tego jest ustalenie, w jaki sposób neurony komunikują się ze sobą”.

border frame=”0″allow=”akcelerometr; automatyczny start; Zapis do schowka. nośniki kodowane żyroskopowo; Obrazek w obrazku; udostępnianie w sieci „allowfullscreen>”.

Aby stworzyć tę wspaniałą wielofunkcyjną mapę, zwaną siecią neuronową, naukowcy Skanowanie tysięcy wycinków mózgu muszki owocówki Z mikroskopem elektronowym o wysokiej rozdzielczości. Następnie połączyli obrazy i dodali je do danych, które już zebrali, umieszczając precyzyjne znaczniki na każdym połączeniu między neuronami.

Obejmuje to zarówno komórki, które rozmawiają ze sobą w obrębie każdej półkuli mózgu, jak i te, które komunikują się między dwiema półkulami, umożliwiając dogłębne badanie interakcji w mózgu.

Dwie półkule mózgu mają wyjątkowe i ważne funkcje, ale sposób, w jaki informacje z każdej strony są integrowane i wykorzystywane do złożonych zachowań i procesów poznawczych, nie jest dobrze poznany.

„Sposób, w jaki zorganizowany jest obwód mózgowy, wpływa na operacje obliczeniowe, które może wykonywać mózg”. Wyjaśnić Neurobiolog Marta Zlatek z University of Cambridge.

„Ale do tego momentu nie widzieliśmy struktury żadnego mózgu z wyjątkiem glisty Niektóre typy są eleganckie, kijanka dolnego strunowca i larwa morskiego robaka pierścienicowego, wszystkie zawierające kilkaset neuronów. „

Ostatnio naukowcy poczynili ogromne postępy w mapowaniu ludzkiego mózgu, śledząc aktywność neuronów u myszy, ale skupiono się na określonych regionach, a obecna technologia wciąż nie jest wystarczająco zaawansowana, aby stworzyć sieć neuronową dla większych zwierząt, takich jak ludzie.

Jednak Zlatic WyjaśnićWszystkie mózgi są takie same — wszystkie są sieciami połączonych ze sobą neuronów — i wszystkie rodzaje mózgów muszą wykonywać wiele złożonych zachowań: wszystkie muszą przetwarzać informacje sensoryczne, uczyć się, wybierać działania, nawigować w swoim środowisku, wybierać pożywienie, rozpoznawać właściwości, uciekać przed drapieżnikami itp.”

muszki owocówki (muszka owocowa) są popularnym modelem badań naukowych ze względu na ich łatwe do zbadania cechy, złożone, ale zwarte mózgi oraz wiele podobieństw biologicznych z nami ludźmi.

Warto zauważyć, że połączone struktury, które zaobserwowali naukowcy, są częstsze między przychodzącymi i wychodzącymi neuronami w części mózgu, która pozwala nam uczyć się i zapamiętywać to, czego się nauczyliśmy.

Odkryli również, że niektóre specyficzne funkcje działają podobnie do niektórych sieci komputerowych uczących się maszyn.

„To, czego dowiedzieliśmy się o kodzie muszek owocowych, będzie miało wpływ na kod dla ludzi” Stany Vogelsteina. „To właśnie chcemy zrozumieć – jak napisać program, który prowadzi do sieci ludzkiego mózgu”.

Zespół sugeruje, że następnym krokiem będzie poznanie architektury neuronowej zaangażowanej w określone funkcje behawioralne, takie jak uczenie się i podejmowanie decyzji, oraz przyjrzenie się aktywności całej sieci neuronowej, gdy owad jest zaangażowany w tę czynność.

Pierwsza próba zmapowania mózgu trwała 14 lat C. elegancja która rozpoczęła się w latach siedemdziesiątych. Dało to niekompletną mapę mózgu glisty i ostatecznie doprowadziło naukowców do A Nagroda Nobla.

„Minęło 50 lat i jest to pierwsza sieć neuronowa mózgu. To nauka w piasku, że możemy to zrobić” – powiedział Vogelstein. On mówi.

„Jak dotąd wszystko działa”.

Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Nauki.