Да, это мозг плодовой мухи, но все равно впечатляет.
Ученые из Google и Исследовательского кампуса Janelia в Вирджинии опубликовали самую большую карту нейронных связей с общей трехмерной моделью, которая отслеживает 20 миллионов синапсов, соединяющих около 25 000 нейронов в мозгу плодовой мухи.
Эта модель — важный шаг в области коннектомики, где используются подробные методы визуализации для создания карт физических путей мозга. Эта карта, известная как «коннектом», покрывает примерно треть мозга плодовой мухи. На сегодняшний день мозг только одного организма "размечен" полностью — этим организмом стал круглый червь C. elegans.
Коннектомика имеет неоднозначную репутацию в мире науки. Защитники утверждают, что это помогает связать физические части мозга с определенным поведением, что является ключевой целью в нейробиологии. Но критики отмечают, что это направление еще не способствовало какому-либо серьезному прорыву, а кропотливая работа картирования нейронов — лишь трата ресурсов, которые можно было бы лучше использовать иначе.
3D-карту, созданную Google и командой FlyEM, безусловно, можно назвать техническим достижением, результатом синергии автоматизированных методов и кропотливого человеческого труда.
Первым шагом при создании карты стала фрагментация кусочков мозга плодовой мухи на еще меньшие — толщиной всего 20 микрон, примерно треть ширины человеческого волоса. Плодовые мухи часто используются в коннектомике, так как у них относительно простой мозг размером с маковое зернышко, при этом насекомые демонстрируют сложное поведение, такое как брачные танцы.
Затем полученные фрагменты визуализируют, бомбардируя их потоками электронов. Результирующие данные содержат около 50 триллионов трехмерных пикселей (или вокселей), которые обрабатываются с использованием специального алгоритма.
Несмотря на успехи Google в алгоритмах, исследователям все равно пришлось приложить усилия, чтобы проверить работу ПО. Компания утверждает, что ученым из Джанелии потребовалось два года и сотни тысяч часов, чтобы «вычитать» 3D-карту, проверить маршрут каждого из 20 миллионов синапсов с использованием VR-гарнитур и специального ПО для редактирования 3D.
Полученная карта покрывает только часть мозга плодовой мухи. Весь ее мозг содержит около 100 000 нейронов, а человеческий мозг — около 86 миллиардов. Представляете, насколько мы далеки от создания полной связки наших собственных нервных путей?
Все данные от Google и команды FlyEM, в том числе документ, описывающий методологию исследования, находятся в открытом доступе.
Понравилась статья? Тогда ставьте лайк и подписывайтесь на канал, чтобы не пропускать новые выпуски!
