Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, победитель конкурса грантовой поддержки молодых ученых от фонда «Интеллект» Анастасия Макарова занимается анализом нейронных связей между отделами мозга у миниатюрных насекомых. Анастасия рассказала, какие результаты ей уже удалось получить и где их можно применить.
– Анастасия, почему вам нравится заниматься наукой в общем и изучать мозг миниатюрных насекомых в частности?
– Наука немного напоминает стратегию, где тебе нужно развить город, открывая фрагменты карты. С каждым новым фрагментом ты видишь общую картину все лучше.
Всегда есть некий азарт в поиске и обнаружении каких-либо закономерностей. Поскольку наша лаборатория, пожалуй, единственная в мире, работа которой связана почти исключительно с микронасекомыми, есть ощущение, что только ты обладаешь сакральным знанием о строении какого-либо объекта и только от тебя зависит то, как ты распорядишься этим знанием. Очень волнительно.
– Расскажите о своем исследовании: почему выбрали эту тему, чем она вам интересна?
– Основная область моих научных интересов это нейроморфология насекомых. Мозг микронасекомых сочетает в себе миниатюрные размеры, относительную простоту строения, малое число нейронов и при этом полную функциональность. Несмотря на малые размеры и на порядки меньшее число нейронов, чем у других животных, микронасекомые обладают сложными формами поведения, способны к ассоциативному обучению и формированию долговременной памяти. Благодаря простоте идентифицируемости нейронов и стереотипности коннектома, удобству картирования и анализа, мозг микронасекомых может быть идеальным модельным объектом для изучения принципов организации и работы нейронных сетей. Реконструкция и анализ нейронных связей напоминает распутывание веревочных головоломок. Со стороны вы видите лишь моток, но каждая веревочка несет свою функцию и даже не одну.
– В чем заключается суть вашего исследования, поддерживаемого фондом «Интеллект», и ее практическое применение?
– Моя работа в рамках проекта заключается в реконструкции и анализе нейронных связей между отделами мозга у миниатюрного насекомого, исследовании принципов соединения сенсорных каналов между зрительным отделом и центрами интеграции. На данном этапе результаты исследования несут почти исключительно фундаментальное значение для понимания строения и работы мозга животных в целом, принципов оптимизации его нейронных цепей в результате миниатюризации. Возможно, в дальнейшем результаты могут стать полезными для прикладных нейробиологических задач по разработке биоморфных нейронных сетей, но пока об этом рано говорить.
– Какие результаты вы получили в своей работе?
– Мы практически завершили реконструкцию сложных глаз и зрительного коннектома миниатюрного наездника-яйцееда Megaphragma. Были обнаружены интересные закономерности, как в строении зрительного аппарата, так и на уровне нейронных цепей в зрительных нейропилях мозга. В частности, интересной находкой стало что даже в таких миниатюрных глазах, как у Megaphragma (размер глаза до 50 мкм в длину и около 30 мкм в ширину) присутствует функциональная специализация омматидиев. То есть часть омматидиев выполняет определенную функцию, в данном случае способны к восприятию поляризационного света.
– Какие у вас планы на дальнейшую научную деятельность?
– Несмотря на то, что нейробиология одно из самых развитых направлений, все еще остается много вопросов о строении и функционировании мозга как человека, так и животных. Я убеждена, что большинство секретов мы еще не знаем. В моих планах продолжать изучение влияния миниатюризации на строение нервной системы и органов чувств насекомых и реконструкцию коннектома мозга.
