Учени завършиха първата карта на мозък на насекомо

Учени завършиха най-съвършената досега карта на мозъка на насекомо - забележително постижение в неврологията.

Екипът, ръководен от изследователи от университета "Джон Хопкинс" и университета в Кеймбридж, е изготвил подробна схема или конектом, проследяваща всяка невронна връзка в мозъка на ларва на плодова муха - архетипен научен модел на мозък, сравним с човешкия.

Подкрепената от Националната научна фондация на САЩ работа, която вероятно ще бъде в основата на бъдещи изследвания на мозъка и ще вдъхнови нови архитектури за машинно обучение, е публикувана в списание "Science".

"Ако искаме да разберем кои сме и как мислим, част от това е да разберем механизма на мисленето", казва старшият автор Джошуа Вогелщайн от университета "Джонс Хопкинс". "А ключът към това е да знаем как невроните се свързват помежду си."

Изготвеният от екипа конектом на плодовата мушица Drosophila melanogaster е най-пълната, както и най-обширната карта на целия мозък на насекомо, създавана някога. Тя включва 3 016 неврона и всяка връзка между тях: 548,000. Вогелщайн казва, че "всичко е работило до този момент".

Картографирането на цели мозъци е трудно и отнема изключително много време, дори и с най-добрите съвременни технологии. Получаването на пълна картина на мозъка на клетъчно ниво изисква нарязването на мозъка на стотици или хиляди отделни тъканни проби, всички от които трябва да бъдат визуализирани с електронни микроскопи, преди да започне мъчителният процес на реконструиране на всички тези части, неврон по неврон, в пълен, точен портрет на мозъка.

Изследователите избират ларвата на плодовата мушица, тъй като за насекомото този вид споделя голяма част от фундаменталната си биология с човека, включително и сходна генетична основа. Освен това тя има богати възможности за учене и вземане на решения, което я прави полезен моделен организъм в неврологията. А за практически цели неговият сравнително компактен мозък може да бъде визуализиран и неговите вериги да бъдат реконструирани в разумни срокове.

Екипът картографира всеки неврон и всяка връзка и категоризира всеки неврон според ролята, която играе в мозъка. Те открили, че най-натоварените вериги в мозъка са тези, които водят към и от невроните на центъра за обучение.

Разработените методи са приложими за всеки проект за мозъчен конектом, а кодът им е на разположение на всеки, който се опитва да картографира още по-голям животински мозък - каза Вогелщайн, като добави, че въпреки предизвикателствата се очаква учените да се заемат с мишка, вероятно през следващото десетилетие.

"Наличието на конектоми, като разработения тук конектом на мозъка на мухата, за различни организми ще отвори мозъка за всички - ученици, граждани, изследователи и други, които са любопитни за вътрешната работа на мозъка", каза Еда Тилс, програмен директор в отдела за биологична инфраструктура на НФНИ. /БГНЕС