Мозг млекопитающих — это сложнейшая сеть из миллиардов клеток, соединенных триллионами узлов, которую нейробиологи только начинают расшифровывать. В 2025 году международная команда ученых из проекта MICrONS представила трехмерную карту нейронных связей объемом 1 кубический миллиметр — размером с песчинку. Этот коннектом стал самым детализированным в истории и раскрыл удивительные закономерности работы мозга.
«Один миллиметр кажется крошечным, но внутри него — километры нейронных проводов», — говорит Джейкоб Раймер, нейробиолог из Бейлорского колледжа медицины.
Как создавали карту мозга
Для эксперимента ученые использовали генетически модифицированную лабораторную мышь, нейроны которой светились при активации. Грызуну показывали фрагменты фильмов «Безумный Макс: Дорога ярости», «Матрица» и «Звездные войны: Пробуждение силы», одновременно фиксируя активность 76 000 нейронов в зрительной коре. После этого мозг мыши извлекли и проанализировали с помощью электронного микроскопа, а искусственный интеллект построил 3D-модель связей.
- Объем данных: 200 000 клеток и 523 миллиона синапсов.
- Масштаб: в 3 раза больше, чем предыдущий коннектом человека, и в 40 раз — чем карта мозга плодовой мушки.
- Точность: алгоритм различил десятки типов нейронов по их форме и функциям.
Что удалось обнаружить
Коннектом подтвердил гипотезу «нейроны, которые возбуждаются вместе, соединяются вместе» — даже на расстоянии до 1 мм. Но главное открытие касалось тормозных нейронов. Раньше считалось, что они подавляют активность случайных соседних клеток. Однако карта показала: эти нейроны могут точно находить конкретные цели в удаленных участках мозга, словно снайперы.
«Это как обнаружить, что выключатель в вашей комнате подключен не к ближайшей лампе, а к конкретному светильнику на другом этаже», — объясняет Форрест Коллман из Института Аллена.
Практическое применение
Данные уже выложены в открытый доступ, что ускорит исследования:
- Неврологические болезни: изучение разрушения сетей при Альцгеймере и рассеянном склерозе.
- ИИ: улучшение алгоритмов машинного обучения на основе биологических принципов.
- Нейропротезирование: создание интерфейсов, точно имитирующих природные нейросети.
Следующая цель — полный коннектом мозга мыши. Однако проект под угрозой: Конгресс США сократил финансирование BRAIN Initiative на 278 миллионов долларов. Тем не менее, даже текущие результаты перевернули представления о работе мозга.