Как выглядит галактика нейронных связей в мышином мозге?

Учёные создали крупнейшую функциональную карту мозга, изучив проводку 84 000 нейронов в участке мышиного мозга размером с маковое зернышко, когда животное обрабатывало видеофрагменты. Эта работа предоставляет уникальную возможность увидеть, как мельчайшие структуры мозга создают поразительно сложную сеть, напоминающую галактику.
Как выглядит галактика нейронных связей в мышином мозге?
Изображение носит иллюстративный характер

Цель исследования заключалась в понимании того, как нейроны обмениваются информацией через ветвистые аксоны и дендриты, а также как синапсы обеспечивают связь между клетками. Полученные знания могут пролить свет на работу мозга и способствовать изучению нарушений, таких как болезнь Альцгеймера, аутизм и другие состояния, связанные с аномальными нейронными соединениями.

Мышь, генетически модифицированная для светоизлучения активных нейронов, наблюдала за фрагментами видеороликов из различных жанров, включая сцены из «Матрицы», спортивные клипы, анимацию и природные пейзажи. Эта процедура осуществлялась в Baylor College of Medicine с применением лазерного микроскопа, фиксирующего активность нейронов в зрительной коре.

Ученые из Allen Institute for Brain Science разделили участок мозга на более чем 25 000 слоёв, каждый из которых значительно тоньше человеческого волоса, и сделали почти 100 миллионов снимков с использованием электронных микроскопов. Полученные изображения позволили визуализировать ветвистые структуры нейронов и 500 миллионов синапсов, что обеспечило детальную трёхмерную реконструкцию нейронных сетей.

Данные трехмерной модели были дополнительно обработаны учёными из Princeton University с применением методов искусственного интеллекта, благодаря которым каждая нейронная нить была окрашена в свой цвет. Если протянуть все микроскопические соединения, их общая длина составит более 5 километров, что подчеркивает масштаб и сложность внутренней структуры мозга.

Международный коллектив, насчитывающий свыше 150 исследователей, объединил усилия ведущих научных учреждений. Руководитель проекта Форрест Коллман из Allen Institute for Brain Science отмечал: «великолепная сложность» полученной проводки, а нейроучёный Себастьян Сеунг из Princeton University, а также специалисты Марьела Петкова и Грегор Шухкнехт из Harvard подчеркивали значимость этого прорыва для дальнейшего исследования мозговых функций.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature в среду и получили поддержку консорциума MICrONS, Национальных институтов здоровья в рамках инициативы BRAIN и IARPA. Публичная доступность цифровых 3D-данных открывает новые перспективы для изучения когнитивных процессов и выявления аномальных нейронных связей, лежащих в основе неврологических расстройств.


Новое на сайте

20327Кости прерий: как истребление бизонов породило целую индустрию — и сама себя же уничтожила 20326Кто и зачем взламывает серверы Ollama и ComfyUI ради ключей от AWS? 20325Как злоумышленники спрятали командный сервер внутри блокчейна и почему его невозможно... 20324Брюссель заставляет Android делиться секретами с чужими ИИ-помощниками 20323WordPress: как два бага слились в одну критическую дыру, которую назвали wp2shell 20322Как китайские хакеры обманули DigiCert и украли сертификаты для подписи кода? 20321Что скрывается за уязвимостью, которую агентство США внесло в список активно используемых... 20320Автономные системы наступают быстрее, чем инфраструктура для управления ими: кто выиграет... 20319Почему в OpenSSL нашли дыру, съедающую память серверов, но не дали ей даже номер CVE? 20317SonicWall SMA 1000: как два бага превратили VPN-шлюз в бэкдор для атакующих 20316Может ли уязвимость в клиенте Zoom для Windows открыть доступ к чужому аккаунту без... 20315TELEPUZ: новый вредонос на C, который научился прятаться в Telegram, Steam и блокчейне... 20314Дома из дёрна: как исландцы триста лет прятались от холода под слоем земли и травы 20313Как один токен от чужого сервиса мог впустить злоумышленника в чужой аккаунт n8n?
Ссылка