В рамках международной исследовательской программы MICrONS учёные впервые объединили детальную «проводку» мышиного мозга с зафиксированной активностью тысяч клеток при обработке зрительных данных. Эти новаторские результаты, опубликованные в издании Nature, открывают новые горизонты для изучения функционирования мозга и развития нейротехнологий.
Один кубический миллиметр мозговой ткани, сравнимый по величине с крупицей сахара, оказался настоящей «вселенной» из 200 000 клеток, включая 82 000 нейронов. Эти клетки соединены 500 миллионами связей, а суммарная длина их «проводников» (аксонов и дендритов) превышает 4 километра. Для контраста: в аналогичном объёме человеческого мозга содержится в пять раз меньше нейронов. Для создания карты учёные разрезали ткань на 25 000 слоёв толщиной в 400 раз тоньше человеческого волоса, просканировали каждый срез с помощью электронного микроскопа и воссоздали трёхмерную структуру с применением искусственного интеллекта.
Главное достижение — не в масштабе, а в сочетании анатомии с функцией. Пока мышь смотрела отрывки из «Матрицы» и другие видео, исследователи зафиксировали активность 76 000 нейронов. Эти данные были совмещены с картой соединений, подобно тому, как автомобильные маршруты накладываются на план дорожной сети крупного города.
«Раньше мы наблюдали либо дороги без движения, либо перемещение в одной точке», — объясняет Мариела Петкова из Гарвардского университета. Теперь же «впервые прослеживается движение сигналов через всю нейросеть».
Проект MICrONS уже считается эталоном среди нейробиологов: все данные находятся в открытом доступе. Они помогут разгадать, как мозг преобразует свет в образы, а также определить нарушения в нейронных сетях при таких заболеваниях, как эпилепсия. Амбициозной целью является создание искусственного интеллекта на основе биологических принципов. «Это как изучать космос, но вместо точек света обнаруживать целые галактики связей», — замечает соавтор исследования Форрест Коллман. Хотя до таких технологий ещё далеко, первый шаг к «цифровому мозгу» уже сделан.
Источник: iXBT
