🤯 Международная группа ученых создала первую карту всех нейронов мозга взрослого живого существа Карта изображает все 139 255 нейронов в мозге взрослой плодовой мухи — это первая карта всего мозга животного, которое может ходить и видеть. В предыдущих работах были составлены схемы целого мозга для гораздо меньших живых существ — мозга личинки плодовой мухи, в котором 3 016 нейронов, и червя нематоды, в котором 302 нейрона. Плодовых мух часто используют в исследованиях, и карта ее мозга поможет ученым понять, как работают нейронные цепи. «Если мы хотим понять, как работает мозг, нам необходимо механистическое понимание того, как все нейроны соединяются друг с другом и позволяют вам думать. Для большинства мозгов мы понятия не имеем, как функционируют эти сети. Мозг мухи — это веха на пути к реконструкции электрической схемы мозга мыши. В будущем мы надеемся, что можно будет понять, что именно происходит в нашем мозге, например, при психических заболеваниях», — говорят исследователи. Сравнивая свою схему мозга с предыдущими схемами небольших участков мозга, авторы исследования обнаружили, что около 0,5% нейронов имеют отклонения в развитии, что может привести к неправильному взаимодействию между ними. По словам ученых, это будет важной областью для будущих исследований, чтобы понять, связаны ли эти изменения с расстройствами мозга. Как была создана эта карта мозга плодовой мухи? Ширина целого мозга мухи составляет менее 1 миллиметра. Исследователи начали с того, что мозг одной самки был разрезан на семь тысяч срезов, каждый толщиной 40 нанометров, которые были просканированы с помощью электронной микроскопии высокого разрешения. Для анализа более 100 терабайт данных изображений, чтобы извлечь формы около 140 000 нейронов и 50 миллионов связей между ними, исследователи использовали ИИ, разработанный в Принстонском университете. Однако в наборах данных такого размера ИИ все равно допускает множество ошибок. Консорциум, в который входят команды из более чем 76 лабораторий и 287 исследователей по всему миру, а также добровольцы потратили примерно 33 человеко-года на вычитку всех данных. Нейроны используют электрические сигналы для передачи сообщений. Каждый нейрон может иметь сотни отростков, соединяющих его с другими нейронами. Точки, где эти ветви соединяются и передают сигналы между нейронами, называются синапсами. Существует два основных способа связи между нейронами через синапсы: возбуждающий (который способствует продолжению электрического сигнала в принимающем нейроне) и тормозной (который уменьшает вероятность того, что следующий нейрон будет передавать сигналы). Учёные также использовали технологию сканирования изображений с помощью искусственного интеллекта, чтобы предсказать, является ли каждый синапс тормозным или возбуждающим. Исследование проводилось с использованием мозга самки мухи. Поскольку существуют различия в структуре нейронов между мозгом самца и самки мухи, учёные планируют в будущем охарактеризовать и мозг самца. Источники: Neuronal wiring diagram of an adult brain, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07558-y Whole-brain annotation and multi-connectome cell typing of Drosophila, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07686-5 https://youtu.be/rHVrnYtgNm8