Zbadali mózg muszki owocówki. Ma z nami wiele wspólnych cech

Nowa mapa mózgu jest zwieńczeniem pracy naukowców z University of Cambridge i Johns Hopkins University i jest to dopiero czwarty kompletny konektom - kompletna mapa sieci połączeń neuronalnych - opracowany do tej pory. Wcześniej zmapowano znacznie prostsze mózgi mikroskopijnego nicienia Caenorhabditis elegans, przejrzystki Ciona intestinalis i wieloszczeta pierścieniowatego Platynereis dumerilii, ale zawierały one co najwyżej kilkaset neuronów i kilka tysięcy synaps. Wcześniejsze konektomy muszek owocowych nie były kompletne i dopiero ten najnowszy larwy Drosophila melanogaster pokazuje 3016 neuronów i 548 000 połączeń między nimi.

Od dłuższego czasu wyczekiwano aż naukowcom uda się w pełni zmapować mózg owada, który ma wiele wspólnych cech biologicznych z człowiekiem - przełomowa praca zajęła 12 lat, ale trudno się dziwić, biorąc pod uwagę stopień jej skomplikowania. Zespół wykorzystał mikroskopię elektronową do wizualnego pocięcia mózgu sześciogodzinnej larwy samicy muszki owocówki wielkości ziarnka soli, nie na kilka, ale tysiące części, więc samo obrazowanie każdego z 3016 neuronów wymagało całego dnia.

Obrazowanie ujawnia każdy neuron i połączenie, dając nam tym samym wgląd w przetwarzanie myśli i zachowanie i pokazując sposób, w jaki najbardziej ruchliwe obwody prowadziły do i od ośrodka uczenia się w mózgu.

To ważne, bo muszki owocowe przejawiają złożone zachowania związane z uczeniem się i podejmowaniem decyzji i są jednymi z najlepiej zbadanych zwierząt w badaniach neurologicznych. Co więcej, mapa ujawniła cechy obwodów przypominające architektury uczenia maszynowego, które mogą pomóc w opracowywaniu nowej sztucznej inteligencji.

Naukowcy pracują obecnie nad mapowaniem mózgu dorosłej muszki owocowej, chcąc porównać zmiany rozwojowe. Twierdzą, że w toku są też badania nad mapowaniem mózgu myszy, które mogą zostać zrealizowane w ciągu następnej dekady, alle to niezwykle czasochłonne i skomplikowane zadanie, którego rozmiar szacuje się na milion razy większy niż larwa muszki owocowej.

A kiedy człowiek? Obecne narzędzia obliczeniowe mogą śledzić miliony ścieżek neuronowych, ale nie biliony, które, jak się uważa, posiada ludzki mózg. Jest więc mało prawdopodobne, aby w najbliższym czasie udało się opracować kompletny ludzki konektom, który dawałby nam klucze do naszej świadomości, ale może kiedyś...