Крихітні мізки, великий прорив: створили максимально докладну карту мозку плодової мушки

Американські нейробіологи склали детальну карту мозку дорослої плодової мушки – тварини, здатної ходити і бачити. Електрична схема мозку мушки складається зі 140 тис. нейронів та 50 млн зв’язків між ними. Це може наблизити вчених до розуміння мізків усього тваринного світу, зокрема й людей.

Про це пише Reuters.

Для створення цієї мапи вчені використали мозок самки плодової мушки, який був розрізаний на сім тисяч ультратонких зрізів завтовшки 40 нанометрів. Кожен з них був відсканований за допомогою електронної мікроскопії. До слова, розмір мозку мушки менший за головку голки. Його ширина становить лише 1 мм.

Для обробки величезного обсягу даних – понад 100 терабайт – дослідники застосували штучний інтелект, розроблений у Принстонському університеті, який ідентифікував нейрони та їхні зв’язки.

Аналіз показав, що близько половини відсотка нейронів мозку плодової мушки Drosophila melanogaster мають варіації у структурі. Ці відхилення можуть бути важливими для розуміння індивідуальних особливостей або розладів нервової системи.

Вчені також визначили понад вісім тисяч типів клітин та класифікували нейрони за функціями. Наприклад, вони виявили, що є різні типи нейронів, які наказують зупинятися мусі, що крокує. Один блокує команду ходіння, а другий – “викликає” скутість суглобів. Очікується, що це допоможе у подальшому вивченні конкретних систем мозку, таких як зорова або рухова система.

“Ви можете запитати, чому ми маємо піклуватися про мозок плодової мушки. Моя проста відповідь полягає в тому, що якщо ми справді можемо зрозуміти, як функціонує будь-який мозок, це обов’язково розповість нам щось про всі мізки”, – сказав один з дослідників, професор нейронауки Принстонського університету Себастьян Сеунг.

Доктор Грегорі Джефферіс з Лабораторії молекулярної біології MRC та Кембриджського університету, який був одним з керівників дослідження, каже: “Якщо ми хочемо зрозуміти, як працює мозок, нам необхідно бачити, як усі нейрони поєднуються один з одним і як дозволяють думати. Для більшості тварин ми гадки не маємо, як функціонують мережі їхнього мозку”.

“Drosophila melanogaster – це досить розвинені істоти. Вони можуть робити різні складні речі: ходити, літати, орієнтуватися, а самці навіть співають для самок. Схеми мозкових зʼєднань – це перший крок до розуміння того, що нас цікавить: як ми керуємо своїм рухом, як відповідаємо на телефонні дзвінки або впізнаємо один одного”, – додав вчений.

Очікується, що ця карта та розуміння механізмів у мозку згодом допоможе вченим визначити, що пішло не так у мозку під час ментальної хвороби.

Наразі вчені розпочали роботу над створенням повної схеми мозку миші, пише The Guardian. Вчені сподіваються завершити її через 5-10 років.

Однак коли почнуть створювати віртуальну мапу людського мозку – поки невідомо. Людський мозок приблизно в мільйон разів складніший за мозок плодової мушки: він має понад 86 млрд нейронів і трильйони з’єднань. Це робить повну схему з’єднання недоступною для сучасної технології.

Як розповідало раніше BitukMedia, нейробіологи залоскотали щурів, аби знайти в мозку центр сміху та грайливості.