Створена найбільша нейронна карта мозку на сьогодні
Найбільша карта
Ми всі дізналися з наших основних досліджень по біології, що мозок містить близько ста мільярдів нейронів між мозком і корою головного мозку. Нейрони мають хвости, звані аксонами, де сигнали поширюються на інші нейрони через розгалужені вусики, звані дендритами. Вчені давно знають, що цей образ нейронів досить спрощений, і новий інструмент, розроблений дослідниками в Дослідницькому кампусі Джанела Медичного інституту Говарда Хьюза в Ешберна, штат Вірджинія, висвітлює м'язові нейрони, щоб показати, наскільки складні проводки в мозку.
Використовуючи MouseLight NeuronBrowser в Janelia, дослідники змогли зіставити проводку близько 300 нейронів у повному 3D - найбільшою мапі проводки мозку на сьогоднішній день. «Новий набір даних MouseLight є найбільшим в своєму роді, - сказав в прес-релізі нейробіолог Уайатт Корфф, директор проектних груп в Janelia. «Це змінить уявлення підручників про нейронах».
Для цього дослідники ввели вірус, який виділяє кілька десятків нейронів в мозок миші, які потім «очищаються», щоб полегшити проникнення світла в тканину. Надшвидкий мікроскоп взяв зображення виділених нейронів, вразивши мозок імпульсами світла. Потім вібруючий лезо бритви збрив мозкової зріз на 200 мікрометрів. Весь процес повторювався до тих пір, поки не буде сформовано зображення всього мозку.
Зображення: Janelia Research Campus, проектна команда MouseLight
Команда Janelia представляє результати своєї роботи на щорічній зустрічі Neuroscience в Вашингтоні, округ Колумбія, 13 листопада.
Тільки початок
Проект MouseLight став можливий тільки завдяки спільним зусиллям «команди висококваліфікованих, працьовитих вчених з широким спектром навичок і знань», - сказав Нельсон Спрустон, старший директор наукових програм в Janelia, в листування по електронній пошті з футуризмом. Спрустон сказав, що вони називають цей «командний проект», і це не відбувається в традиційній лабораторії.
Крім того, відображення початкових 300 нейронів - це тільки початок, сказав Спрустон. «Ми сподіваємося, що в найближчі 6-8 місяців буде 1000», - додав він. «Але це всього лише невелика частина 70 мільйонів нейронів в мозку миші. Уявіть карту, що складається з 8000 × 8000 пікселів (64 мільйони), але ви можете побачити тільки кілька сотень з них. Це небагато, але це початок ».
Спрустон пояснив далі:
Одним з важливих моментів тут є те, що проект MouseLight надає нам структурні анатомічні дані дуже високої якості, які, як ми вважаємо, витримають випробування часом через суворої точності, з якою команда забезпечувала точну маркування та реконструкцію нейронів. Наступні експерименти дозволяють нам перейти від анатомії до функції. Таким чином, проект MouseLight є важливою частиною набагато більшої загадки, яка в кінцевому підсумку призведе до кращого розуміння функції мозку.
Крім поліпшення на зображенні підручника у нас про те, як працює мозок, Спрустон пояснив, що їхня робота створює основу для кращого розуміння деяких з найбільш поширених неврологічних захворювань, включаючи хворобу Лу Геріга (ALS) і хвороба Альцгеймера.
"[W] e вже починають дізнаватися про нейронах, які, як відомо, беруть участь в хвороби. Інші приклади з нашої роботи по мозку миші обов'язково з'являться, - сказав Спрустон футуризму.« Існують хороші моделі нейродегенеративних захворювань у мишей, тому застосування нашій методології до цих моделей допоможе нам (поле) зрозуміти, що відбувається з проекціями аксонів, коли нейрони вироджуються».
Відповідаючи на питання, чи може їх робота привести до створення кращих штучних нейронних мереж, Спрустон відповів: «Це дуже цікава ідея [...] Кінцевою метою нейронауки, на мій погляд, є розуміння нейробіологічних основ складного поведінки тварин," він пояснив. «як це впливає на ІІ, дуже важко передбачити, але одне можна сказати напевно: люди все ще можуть робити те, що машини не можуть, тому чим більше ми знаємо про те, як люди це роблять, тим більша ймовірність того, що машини наздоженуть».
Література: Eurekalert, MouseLight
