Ученые впервые разработали карту нейронных связей. мозга мухи, они утверждают, что она стала «огромным шагом» к пониманию и мозгу человека.
Они могут ходить, парить в воздухе, а самцы умеют даже петь песни о любви, ухаживая за партнершей , — и все это с мозгом, меньше головки шпильки.
Теперь ученые, исследующие мозг мухи, впервые определили положения и связи каждой из 130 000 нейронных структур, имеющих 50 миллионов связей.
Это самый подробный анализ мозга взрослой живой существа, которое когда-либо проводили.
Один ведущий нейробиолог описал этот прорыв как «огромный скачок» в понимании нашего собственного мозга.
А один из руководителей исследования заявил, что он прольет новый свет на «механизм мышления».
Доктор Грегори Джефферис из Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований в Кембридже сказал BBC News, что сейчас у нас нет представления о том, как сеть нейронов в мозге каждого из нас позволяет нам взаимодействовать друг с другом и окружающим миром.
«Какие связи у них есть? Как сигналы проходят через систему, которая позволяет нам обрабатывать информацию, чтобы распознавать лицо, слышать голос и превращать слова в сигналы?
«Карта мозга мухи действительно великолепна и поможет нам реально понять, как работает наш собственный мозг». В нашем мозгу в миллион раз больше нейронов, чем у плодовой мушки, которую изучали ученые. Итак, как именно карта связей в мозге насекомых может помочь ученым узнать, как мыслят люди? Изображения, опубликованные в журнале Nature, показывают хорошую и сложную сеть нейронов
Ее форма и структура объясняет, как такой крошечный орган может выполнять столько мощных вычислительных задач. все эти задачи, далеко не по силам современной науке.
Доктор Мала Мурти, еще одна соруководительница проекта из Принстонского университета, сказала, что карта, которую разработали ученые, или «коннектом», станет прорывной для нейробиологов».
«Она поможет исследователям лучше понять, как работает здоровый мозг. А в будущем, мы надеемся, с помощью нее также можно будет определить, что пошло не так».
Это мнение поддерживает доктор Люсия Прието Годоло, руководитель группы по исследованию мозга в Институте Фрэнсиса Крика в Лондоне, не связанной проектом
«Исследователи завершили создание коннектом простого червя, который имеет 300 нейронов, и личинки, имеющей лишь 3000 нейронов, но полный коннектом 130 000 нейронных структур — это удивительное техническое достижение, которое прокладывает путь для поиска коннектов большего мозга, например, мыши, а через несколько десятилетий, возможно, и нашего собственного мозга». фото, MRC/Nature
Исследователи смогли идентифицировать отдельные схемы для различных функций мозга и показать, как они соединены.
Например, сеть, отвечающая за движение, расположена в основе мозга , в то время как нейронные структуры обрабатывающие зрение, расположенные по сторонам
В этом участке задействовано гораздо больше нейронов, ведь зрение требует обработки значительно большего объема информации.
Ученые уже знали об отдельных сетях, но раньше не понимали, как они соединены между собой.
Почему муху так тяжело убить
Другие исследователи уже используют эти схемы, чтобы выяснить, например, почему мух так тяжело убить.
Нейронные структуры зрения определяют направление, откуда движется свернутая газета в вашей руке, и передают сигнал ножкам мухи.
Но самое важное, что они посылают более сильный сигнал к ногам, направленным в другое направление. от объекта неизбежной смерти. Поэтому можно сказать, что муха «отпрыгивает», не думая, то есть ее движение скорее скорости мысли.
Это открытие может объяснить, почему мы, неуклюжие люди, обычно так неудачно охотимся за мухами.
Автор фото, Gwyndaf Hughes/BBC News
Карту нейронных структур разработали мозг мухи на 7000 тонких полосок, соединив данные их изображений с помощью компьютера.
Ученые из Принстона изъяли всю информацию о форме и связях нейронов с помощью искусственного интеллекта. Но искусственный интеллект работал неидеально – исследователям пришлось исправить более трех миллионов ошибок вручную.
Это само по себе было техническим прорывом, но это лишь половина дела. По словам доктора Филиппа Шлегеля, также работающего в лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований, сама по себе карта не имела смысла, если бы не было описания того, что делает каждая нейронная структура.
«Эти данные немного похожи на Google Maps, но для мозга: карта структур нейронов напоминает сеть улиц и зданий».
«Описывать нейроны — это как бы добавлять на карту названия улиц и городов , часы работы заведений, номера телефонов, отзывы и так далее. Вам нужно и то, и другое, чтобы карта действительно была полезной».
Автор фото, BBC News
Конектом мухи теперь доступен каждому ученому, который захочет использовать его для своего исследования.
Доктор Шлегель считает, что благодаря этой новой карте мир нейронауки увидит «лавину открытий в последующие пару лет».
Человеческий мозг гораздо больше мозга мухи, и у нас еще нет технологии, чтобы получить всю информацию о его структуре.
Но исследователи считают, что человеческий конект может появиться через 30 лет. Говорят, мозг мухи – это начало нового, более глубокого понимания того, как работает наш собственный разум.
Исследование провело большое международное сообщество ученых под названием FlyWire Consortium.
