Международен екип от учени картографира част от мозъка на мишка с безпрецедентна детайлност, разкривайки структура, която по сложност напомня на галактика. Това постижение, съобщено от Асошиейтед прес и Ройтерс, бележи създаването на най-голямата функционална карта на мозъка на бозайник досега.

Изследваната зона от мозъка е с размер на маково семе, но съдържа цели 84 000 неврона и над 500 милиона синаптични връзки между тях. Диаграмата представя триизмерна реконструкция на тези невронни връзки и е достъпна за учени и любители по целия свят. Данните са публикувани в списание Nature и могат да подпомогнат бъдещи изследвания в сферата на невронауката, изкуствения интелект, зрителната обработка и дори лечението на заболявания като Алцхаймер и аутизъм.

Как е създадена 3D мозъчната карта?

Изследването е част от проекта MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks), финансиран от Националния институт по здравеопазване на САЩ (NIH) и IARPA – Програмата за иновативни разузнавателни технологии.

Процесът включва няколко етапа:

  • На мишката са показвани откъси от научнофантастични филми, спорт, анимация и природни сцени, за да се активират различни области на зрителната кора.

  • Използвана е генетично модифицирана мишка, чиито неврони светят при активност.

  • Чрез лазерен микроскоп и флуоресцентна технология е записано как отделните клетки реагират на визуални стимули.

  • Над 150 учени от водещи институти като Института за мозъчни науки "Алън", Принстънския университет и Бейлър колидж по медицина са обработили над 25 000 слоя тъкан, създавайки около 100 милиона изображения с висока резолюция.

С помощта на изкуствен интелект, учените оцветяват и проследяват всяко отделно невронно влакно, за да визуализират сложността на мозъчната мрежа. Според изчисленията, ако всички тези микроскопични влакна се разгънат, дължината им ще надмине 5 километра.

Какво означава това за науката?

„Тази карта предизвиква същото възхищение, както гледката към далечни галактики“, казва Форест Колман от Института „Алън“. „Това е само малка част от мозъка на мишка, но тя разкрива невероятна красота и сложност.“

Проучването осигурява безценен ресурс за разбиране на това как работят невронните мрежи и как техни смущения водят до неврологични заболявания. Сега учените имат достъп до информация, която може да им помогне да формулират и проверят хипотези относно функционирането на мозъка и поведението.

Какво следва?

Следващата цел пред учените е пълно картографиране на целия мозък на мишка, което ще изисква още по-масивни изчислителни ресурси и по-фин анализ. Проектът MICrONS е само началото на нова ера в невронауката и изкуствения интелект.