Сделали невозможное: ученые создали сверхдетальную карту нейронных структур мозга (фото)
Ученые из FlyWire Consortium сделали революционный шаг в понимании мозговых связей, создав первую подробную карту нейронных связей в мозге мухи. Несмотря на свой крошечный размер, мозг мухи способен выполнять сложные задачи, такие как полет, ходьба и даже создание брачных песен, пишет журнал Nature.
В этом исследовании ученые нанесли на карту 130 000 нейронных структур, обнаружив более 50 миллионов связей. Это самый полный анализ мозга, когда-либо проведенный на живом организме.
Доктор Грегори Джефферис, ведущий ученый Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям в Кембридже, отметил, что это достижение проливает новый свет на то, как нейронные сети позволяют человеку обрабатывать информацию, например, распознавать лица или интерпретировать звуки.
Хотя человеческий мозг имеет на миллионы нейронов больше, чем у плодовой мушки, это исследование все равно имеет решающее значение. Подробные карты показывают сложную структуру мозга мухи, объясняя, как такой маленький орган может управлять сложными когнитивными задачами.
Доктор Мала Мерти, соруководитель исследования из Принстонского университета, отметила, что это исследование является значительным прорывом для нейронауки, помогая ученым понять здоровую работу мозга и потенциально диагностировать мозговые расстройства.
Ученые определили специфические нейронные связи, отвечающие за различные функции, такие как движение и зрение, и выяснили, как они взаимосвязаны. Например, нейронная сеть, отвечающая за зрение, использует больше нейронов, чем система движения, поскольку обработка визуальной информации требует более сложных вычислений. Этот вывод также объясняет, почему мух так трудно поймать — они реагируют на угрозу быстрее, чем человек может подумать, что позволяет им быстро убежать.
Команда исследователей достигла этого, разрезав мозг мухи на 7 000 сверхтонких срезов и реконструировав их с помощью искусственного интеллекта. Несмотря на помощь ИИ, исследователи вручную исправили более трех миллионов ошибок, что является значительным техническим вызовом. Доктор Филипп Шлегель сравнил полученную информацию с Google Maps мозга, где определение функций каждой нейронной структуры похоже на маркировку улиц и мест.
Эта нейронная карта теперь доступна ученым со всего мира, что потенциально может привести к новым открытиям. Хотя человеческий мозг намного больше и сложнее, исследователи считают, что полная карта человеческого мозга может быть создана в ближайшие 30 лет, благодаря этим данным, полученным в результате исследования мозга мухи.