Они могут как ходить, так и летать, а самцы даже способны исполнять песни о любви во время ухаживания, при этом у них мозг меньше булавочной головки. Впервые ученые, исследующие мозг мух, смогли определить положение, форму и связи каждой из 130 000 клеток и 50 миллионов нейронных соединений. На сегодняшний день это самый подробный анализ мозга взрослого животного.
Один из руководителей исследования подчеркнул, что оно предоставит новое понимание «механизма мышления». Доктор Грегори Джеффрис из Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований (LMB) в Кембридже отметил, что в настоящее время ученые не имеют представления о том, как сеть клеток мозга в наших головах позволяет нам взаимодействовать с другими людьми и окружающим миром.
Что это за связи?
Как сигналы проходят через систему, позволяющую нам обрабатывать информацию для распознавания лиц, воспринимать звуки и преобразовывать их в электрические сигналы? Картирование мозга мух является поистине выдающимся достижением и поможет нам понять, как функционирует наш собственный мозг, — сказал доктор Джеффрис.
У нас в миллион раз больше клеток мозга или нейронов, чем у мухи, которую исследовали. Как же электрическая схема мозга насекомого может помочь ученым понять, как мы мыслим?
Изображения, созданные учеными и опубликованные в научном журнале Nature, демонстрируют сеть, которая столь же прекрасна, сколь и сложна. Ее форма и структура играют ключевую роль в понимании того, как такой маленький орган может выполнять мощные вычислительные задачи.
Доктор Мала Мурти из Принстонского университета в США считает, что новая схема соединений, известная как коннектом (полная карта нейронных связей в мозге), станет «революцией в нейробиологии».
Это поможет исследователям глубже понять, как функционирует здоровый мозг. Мы надеемся, что в будущем сможем сравнить, что происходит, когда в нашем мозге что-то идет не так, — подчеркнула она.
Электрическая схема была создана путем разрезания мозга мухи с помощью устройства, которое по сути представляет собой микроскопическую терку для сыра. Ученые фотографировали каждый из 7000 кусочков и затем цифровым образом их сшивали. Команда из Принстона использовала искусственный интеллект для определения формы и связей всех нейронов. Тем не менее искусственный интеллект не был идеален, и исследователям пришлось вручную исправлять более трех миллионов ошибок.
По словам доктора Филипа Шлегеля, который также работает в Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований, сама карта не имела смысла без описания функций каждого элемента.
Эти данные можно сравнить с Google Maps для мозга: схема связей между нейронами подобна пониманию того, какие структуры соответствуют улицам и зданиям. Описывать нейроны — это все равно, что добавлять на карту названия улиц и городов, часы работы, номера телефонов, отзывы и многое другое, — отметил доктор Шлегель.
Он считает, что благодаря этой новой карте мир нейробиологии ожидает «лавина открытий в ближайшие несколько лет».
Хотя человеческий мозг значительно больше мозга мухи и у нас пока нет технологий для получения всей информации о его структуре, исследователи полагают, что через 30 лет станет возможным создать коннектом человеческого мозга. Они утверждают, что мозг мухи является началом нового, более глубокого понимания того, как работает наш мозг.