Първата пълна карта на мозък: всичките 139 255 неврона на плодовата мушица

На 2 октомври 2024 г. голям международен екип публикува в списание Nature нещо, което доскоро изглеждаше непосилно: пълната схема на свързване на цял мозък. Не човешки, а на възрастна плодова мушица, дребно насекомо с мозък колкото главичка на карфица. В него учените проследиха всичките 139 255 неврона и около 50 милиона връзки между тях.

Такава пълна карта се нарича конектом, тоест схема кой неврон с кого е свързан. Дотогава единственият напълно картографиран мозък беше на микроскопичен червей с 302 неврона, направен още през 80-те години. Мозъкът на мушицата е стотици пъти по-сложен и е най-големият напълно разчетен досега.

Пълна карта на цял мозък, с всичките 139 255 неврона и 50 милиона връзки между тях: досега това беше правено само за микроскопичен червей с 302 неврона.

Какво е конектом и защо е трудно

Мозъкът работи не заради отделните неврони, а заради начина, по който са свързани. Конектомът е като пътна карта на цял град: не просто списък на сградите, а всяка улица и всяко кръстовище между тях.

За да я направят, учените нарязаха мозъка на мушицата на хиляди свръхтънки резена, снимаха всеки с електронен микроскоп и после проследиха всеки неврон през всички снимки. Работата беше толкова огромна, че освен изкуствен интелект помагаха и доброволци през интернет, които проверяваха връзките като в онлайн игра.

Какво отваря картата

Разполагайки с пълната схема, учените вече могат да проследят как сигналът минава от окото на мушицата до мускулите, тоест как насекомото вижда, върви и реагира. Същите основни принципи на свързване важат и за по-сложни мозъци. Мушицата е удобен модел: достатъчно проста, за да се картографира изцяло, и достатъчно сложна, за да има реално поведение.

Придружаващ анализ разпозна 8453 типа нервни клетки, от които 4581 бяха напълно нови.

Какво още не знаем

Схема на свързване не е работещ мозък: тя показва кой с кого е свързан, но не и какво точно смята мушицата във всеки момент. И мащабът е важен: човешкият мозък има около 86 милиарда неврона, стотици хиляди пъти повече от този на мушицата. Пълна карта на човешки мозък остава далеч отвъд днешните възможности.