Новата карта на мозъка на мишка прилича на космоса: Учени създадоха най-подробната карта на мозъка в историята
Дендритите и аксоните – те са като звезди в нощното небе…
Учени сътвориха най-подробната до момента триизмерна карта на мозъчната активност. Те са съумели освен да изградят най-подробната скица на невронните връзки, само че и за първи път в историята да наложат върху нея данните за работата на обособените кафези в действително време.
За основаването на картата екипът от над 150 експерти от плана MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks) употребява дребен сектор от зрителната кора на мишка с размер единствено един пространствен милиметър. В този миниатюрен откъс откривателите откриват повече от 200 хиляди мозъчни кафези, от които 82 хиляди са неврони. Между тях минават повече от четири километра нервни нишки, които образуват повече от 500 милиона синапси – специфични контакти, посредством които клетките обменят разнообразни сигнали.
За съпоставяне: предходният теоретичен труд от сходен мащаб, основан въз основа на проба от човешки мозък, включваше единствено 16 хиляди неврона и 150 млн. синапса. Основното достижение на новото проучване обаче не е даже в количествените индикатори, а във обстоятелството, че за първи път е било допустимо да се запише по какъв начин десетки хиляди кафези взаимодействат между тях при обработката на образната информация.
Процесът на основаване на триизмерния модел се състои от няколко стадия. Първо, в продължение на два часа експертите записват интензивността на съвсем 76-те хиляди неврона в зрителната кора на мишката, до момента в който тя гледа разнообразни видеоклипове, в това число фрагменти от кино лентата „ Матрицата “. След това изследваната област от мозъка е разграничена на хиляди срезове, дебелината на всеки от които е към четири стотни от дебелината на човешки косъм.
Получените проби са фотографирани и обединени в обемно изображение (снимката в началото). За обработката на големия набор от данни са били нужни ИИ логаритми и машинно образование. Те са помогнали да се маркират обособените нервни кафези, техните разклонения и точки на свързване. Накрая откривателите комбинирали физическото местонахождение на невроните със записите на тяхната интензивност.
Според невроложката от Харвардския университет Мариела Петкова, която не е взела участие в плана, научната общественост е съумяла да направи това, което постоянно е изглеждало просто невероятно – да наложи модела на интензивност върху карта на физическите връзки в такава огромна популация от кафези. Този мащаб на работата е невиждан в историята на невронауката.
„ Материалите са зашеметяващо красиви. Когато ги гледате, изпитвате същото страхопочитание пред сложността на мозъка, каквото изпитвате, когато гледате звездите на нощното небе “ – по този начин неврологът Форест Колман, един от създателите, разказва резултатите.
Всички материали по плана към този момент са налични онлайн за научната общественост и редица други проучвателен екипи интензивно ги употребяват в своите писания.
