Първата по рода си пълна карта на един наистина омагьосващ мозък на буболечки: ScienceAlert

След 12 години работа огромен екип от изследователи от Обединеното кралство, САЩ и Германия завърши най-голямата и най-сложна мозъчна карта досега, описвайки всяка невронна връзка в мозъка на ларва на плодова мушица.

Въпреки че не е близо до размерите и сложността на човешкия мозък, той все още обхваща респектиращите 548 000 връзки между общо 3016 неврона.

Картите идентифицират различните видове неврони и техните пътища, включително взаимодействията между двете страни на мозъка и между главния и гръбначния мозък. Това приближава учените до разбирането как движението на сигнала от неврон към неврон води до поведение и обучение.

„Ако искаме да разберем кои сме и как мислим, част от това е разбирането на механизма на мислене“, Той казва Джошуа Т. Фогелщайн, биомедицински инженер в университета Джон Хопкинс.

„Ключът към това е да разберем как невроните комуникират помежду си.“

border frame=“0″allow=“акселерометър; автоматично стартиране; Писане в клипборда. Жироскопно кодирана медия; картина в картина; уеб споделяне „allowfullscreen>“.

За да създадат тази прекрасна многофункционална карта, наречена невронна мрежа, изследователите Сканиране на хиляди резени от мозъка на плодова мушица С електронен микроскоп с висока резолюция. След това те свързаха изображенията заедно и ги добавиха към данните, които вече бяха събрали, като поставиха точни етикети на всяка връзка между невроните.

Това включва както клетки, които си говорят помежду си във всяко полукълбо на мозъка, така и тези, които комуникират между двете полукълба, което прави възможно задълбочено изучаване на взаимодействията в мозъка.

Двете полукълба на мозъка имат уникални и важни функции, но не е добре разбрано как информацията от всяка страна се интегрира и използва за сложно поведение и познание.

„Начинът, по който е организирана мозъчната верига, влияе върху изчислителните операции, които мозъкът може да изпълнява.“ Обяснете Неврологът Марта Златек от университета в Кеймбридж.

„Но до този момент не сме виждали структурата на нито един мозък, освен на кръглия червей Някои видове са елегантни, попова лъжица на по-нисш хордат и ларва на морски пръстеновиден червей, всички съдържащи няколкостотин неврони. „

Наскоро учените постигнаха голям напредък в картографирането на човешкия мозък, проследявайки невронната активност при мишки, но фокусът беше върху специфични региони и настоящата технология все още не е достатъчно напреднала, за да завърши невронна мрежа за по-големи животни като хората.

Обаче Златич ОбяснетеВсички мозъци са еднакви – всички те са мрежи от взаимосвързани неврони – и всички мозъци от всякакъв вид трябва да изпълняват много сложни поведения: всички те трябва да обработват сензорна информация, да учат, да избират действия, да се ориентират в средата си, да избират храна, да разпознават свойства, да избягат от хищници и т.н.“

плодови мушици (Drosophila melanogaster) са популярен научен изследователски модел поради техните лесни за изучаване характеристики, техните сложни, но компактни мозъци и защото споделят много биологични прилики с нас, хората.

По-специално, свързаните структури, наблюдавани от изследователите, са решени да бъдат по-чести между входящите и изходящите неврони в частта от мозъка, която ни позволява да учим и помним това, което сме научили.

Те също така установиха, че някои специфични функции работят по подобен начин на някои компютърни мрежи за машинно обучение.

„Това, което научихме за кода на плодовите мушици, ще има отражение върху кода за хората“, държави Фогелщайн. „Това е, което искаме да разберем – как да напишем програма, която води до мрежата на човешкия мозък.“

Екипът предполага, че следващата стъпка ще бъде да научим повече за невронната структура, участваща в определени поведенчески функции, като учене и вземане на решения, и да разгледаме дейността на цялата невронна мрежа, докато насекомото е ангажирано в дейността.

Първият опит за картографиране на мозъка е 14-годишно проучване C. elegans който започна през седемдесетте години. Той даде непълна карта на мозъка на кръглия червей и най-накрая насочи учените към A Нобелова награда.

„Минаха 50 години и това е първата мозъчна невронна мрежа. Това е наука в пясъка, че можем да направим това“, каза Фогелщайн. Той казва.

„Засега всичко работи.“

Изследването е публикувано в списанието науки.