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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка