Благодарение на мишка, гледаща клипове от „Матрицата“, учени създадоха най-голямата функционална карта на мозъка до момента – диаграма на свързаността между 84 000 неврона, докато те си предават съобщения.
Използвайки част от мозъка на тази мишка с размер на маково зърно, изследователите идентифицирали невроните и проследили как те комуникират чрез разклонени влакна, преминавайки през изненадващите 500 милиона връзки, наречени синапси.
Огромният набор от данни представлява стъпка към разгадаването на мистерията как работи мозъкът ни. Информацията, събрана в триизмерна реконструкция, оцветена така, че да се разграничат различните мозъчни схеми, е достъпна за учени по целия свят за допълнителни изследвания – и за всеки любопитен, който иска да надникне.
„Определено вдъхновява чувство на възхищение, също както когато гледаш снимки на галактики“, каза Форест Колман от Института по мозъчна наука „Алън“ в САЩ, един от водещите изследователи на проекта.
„Получаваш усещане колко сложен си. Гледаме само една мъничка част… от мозъка на мишка, и красотата и сложността, които виждаме в тези реални неврони и стотици милиони връзки между тях, е впечатляваща.“
Начинът, по който мислим, чувстваме, виждаме, говорим и се движим, се дължи на невроните – нервните клетки в мозъка – и как те се активират и предават съобщения едни на други. Учените отдавна знаят, че тези сигнали се движат от един неврон по влакна, наречени аксони и дендрити, използвайки синапсите, за да преминат към следващия неврон.
Но се знае по-малко за мрежите от неврони, които изпълняват конкретни задачи, и как нарушенията в тази свързаност могат да играят роля при болести като Алцхаймер, аутизъм или други разстройства.
С новия проект глобален екип от над 150 изследователи картографира невралните връзки, които Колман сравнява с оплетени спагети, преминаващи през част от мозъка на мишката, отговорна за зрението.
Първата стъпка била да се покажат на мишката видео клипове от научна фантастика, спорт, анимация и природа.
Екип от Медицинския колеж „Бейлър“ в САЩ направил това, използвайки мишка, генно модифицирана така, че невроните ѝ да светят, когато са активни.
Изследователите използвали микроскоп с лазерно захранване, за да записват как отделните клетки в зрителната кора на животното се активират, докато обработват образите.
След това учените от Института „Алън“ анализирали малкия къс мозъчна тъкан, използвайки специален инструмент, за да го нарежат на над 25 000 слоя и да направят близо 100 милиона изображения с висока резолюция с помощта на електронни микроскопи. След това внимателно възстановили данните в 3D модел.
Накрая, учени от Принстънския университет в САЩ използвали изкуствен интелект, за да проследят цялото това окабеляване и „оцветили всяко от отделните влакна в различен цвят, за да можем да ги различим индивидуално“, обясни Колман.
Те изчисляват, че микроскопичните връзки, ако бъдат разгънати, биха достигнали дължина над 5 километра.
Може ли този вид картографиране да помогне на учените в бъдеще да открият лечения за мозъчни заболявания?
Изследователите го наричат основополагаща стъпка – подобна на проекта за човешкия геном, който осигури първото картографиране на гените и в крайна сметка доведе до терапии, базирани на гени.
Огромните и публично достъпни данни „ще помогнат да се разплетат сложните неврални мрежи, които стоят в основата на когницията и поведението“, добавят те.
Източник: CNN
