>>>Работа! Продавайте контент на сайте Vinegret! Узнай как!<<< ||| >>>Хочешь иметь свою мобильную версию сайта в Play Market? Узнай как!<<<
Первая полная карта мозга насекомого содержит 3016 нейронов.

Первая полная карта мозга насекомого содержит 3016 нейронов.

2 мин


Учёные представили первую полную карту мозга насекомого.

На создание всеобъемлющей карты, называемой коннектомом, ушло 12 лет кропотливой работы, и она показывает расположение всех 3016 нейронов в мозге личинки плодовой мушки (Drosophila melanogaster). Между этими клетками мозга находится 548 тысяч точек соединения, или синапсов, через которые клетки могут посылать друг другу химические сообщения, которые, в свою очередь, запускают электрические сигналы, проходящие через проводку клеток.

Первая полная карта мозга насекомого содержит 3016 нейронов.
На этом изображении показан полный набор нейронов в мозге личинок плодовой мушки, реконструированных с помощью электронной микроскопии. Изображение: Johns Hopkins University/University of Cambridge

Исследователи выявили сети, через которые нейроны на одной стороне мозга отправляют данные на другую, сообщила команда 9 марта в журнале Science. Команда специалистов также классифицировала 93 различных типа нейронов, которые отличаются по своей форме, предполагаемой функции и способу соединения с другими нейронами.

Новый коннектом примечателен своей полнотой, рассказали эксперты Live Science.

«Это первое исследование, в котором удалось составить карту всего центрального мозга насекомого и, таким образом, охарактеризовать все синаптические пути всех нейронов», — объяснили Нуно Макарико да Коста (Nuno Maçarico da Costa) и Кейси Шнайдер-Мизелл (Casey Schneider-Mizell), члены группы нейронного кодирования в Сиэтлском институте наук о мозге Аллена, которые не участвовали в этой инициативе.

В 2020 году другая исследовательская группа опубликовала частичный коннектом взрослой плодовой мушки, содержащий 25 тыс. нейронов и 20 миллионов синапсов. При этом стоит отметить, что у учёных имеются полные коннектомы всего для трёх организмов: нематоды, личинки асцидии и личинки морского червя. Каждый из этих коннектомов содержит несколько сотен нейронов и не имеет отчётливых полушарий мозга, которые можно увидеть у насекомых и млекопитающих, сказал соавтор исследования Джошуа Фогельштейн (Joshua Vogelstein), директор и соучредитель лаборатории NeuroData в Университете Джона Хопкинса.

Новый коннектом помогли построить более 80 человек, сообщил Live Science в электронном письме первый автор исследования Майкл Виндинг (Michael Winding), научный сотрудник отдела зоологии Кембриджского университета. Для этого учёные тонко разрезали мозг личинки мухи на 5 тыс. срезов и сделали микроскопические снимки каждого из них. В дальнейшем они собрали эти изображения вместе, чтобы сформировать трёхмерный объём. Затем команда экспертов изучила изображения, идентифицировала в них отдельные клетки и вручную отследила их провода.

Полученная карта несколько удивила учёных.

Например, учёные склонны думать, что нейроны отправляют исходящие сообщения через длинные провода, называемые аксонами, и получают сообщения через более короткие, разветвлённые провода, называемые дендритами. Однако существуют исключения из этого правила, и оказывается, что связи от аксона к аксону, от дендрита к дендриту и от дендрита к аксону составляют около трети всех синапсов в мозге личинки мухи, сказал Виндинг.

По словам Фогельштейна, коннектом также оказался на удивление «поверхностным», то есть входящая сенсорная информация проходит через очень небольшое количество нейронов, прежде чем попасть к одному, участвующему в управлении моторикой, который может направить муху на выполнение физического действия. По словам Виндинга, для достижения такого уровня эффективности мозг имеет встроенные «ярлыки» между цепями, которые чем-то напоминают таковые в современных системах искусственного интеллекта.

По словам Шнайдер-Мизелла, одним из ограничений коннектома является то, что он не фиксирует, какие нейроны являются возбуждающими, то есть побуждают другие нейроны к срабатыванию, или тормозящими, то есть снижают вероятность срабатывания нейронов. По его словам, эта динамика влияет на то, как информация проходит через мозг.

Тем не менее, по словам Фогельштейна, коннектом открывает двери для многих будущих достижений, таких как более энергоэффективные системы искусственного интеллекта и лучшее понимание того, как обучаются люди.

«Люди делают такие вещи, как принимают решения, учатся, ориентируются в окружающей среде, едят, — сказал он. — И мухи тоже. При этом есть все основания полагать, что механизмы, которые есть у мух для реализации такого рода когнитивных функций, есть и у людей.»

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Включить уведомления Да Спасибо, не надо