Ученые создали подробную карту мозга с указанием большинства нейронов
Отображение человеческого мозга в деталях могло бы помочь раскрыть множество его тайн, но он настолько сложен, что сделать это пока не представляется возможным. Однако ученые сделали гигантский шаг в этом направлении.
Команда исследователей из Калифорнийского университета, медицинского института Говарда Хьюза и университета Джона Хопкинса, создала трехмерную карту высокой четкости мозга фруктовой мухи. Изображение показывает каждый из 100 000 нейронов мозга, это самая полная карта мозга из когда-либо созданных.
Мозг фруктовой мухи (drosophila melanogaster) размером всего лишь с маковое семя, но несмотря на свои размеры невероятно сложен. Для создания наиболее полной картинки группе пришлось объединить около 21 миллиона изображений, сделанных на более чем 7000 срезах мозга. В конечном итоге ученые получили фантастическую карту, которую можно увеличить, чтобы поближе рассмотреть отдельные участки, буквально отследить каждый нейрон.
Кажется, что ученые просто бездарно потратили время на создание никому ненужной карты, тем не менее, она позволяет рассмотреть подключение каждого нейрона, а значит более пристально взглянуть на работу мозга, ведь несмотря на разный уровень сложности, мозг многих живых существ состоит из все тех же нейронов.
"Мозг мухи никогда раньше не был отображен в разрешении, которое позволяет Вам видеть связи между нейронами", - говорит один из членов команды, нейробиолог Дэви Бок из медицинского института Говарда Хьюза в Мэриленде: "Каждый раз, когда вы смотрите на изображения с более высоким разрешением и большей полнотой, вы будете открывать для себя новые вещи."
Для получения картинки исследователи использовали метод последовательной секционной просвечивающей электронной микроскопии.
Сначала команда заполнила мембраны клеток тяжелыми металлами, обозначив контуры нейронов и синапсов, которые их соединяют.
Затем пучки электронов были пущены через мозг. Электроны рассеиваются и отражаются, когда попадают в металл, этот процесс схож с рентгеном.
"Это позволяет нам увидеть пряди спагетти, которые все запутаны вместе в большой миске, которая является мозгом", - добавил Бок.
Для того, чтобы процесс шел быстрее, ученые использовали две высокоскоростные камеры и две специально построенные системы. В итоге на получение изображения с каждого участка мозга ушло по 7 минут.
Карта уже ведет к открытиям. Команда проследила путь группы нейронов к части мозга, участвующей в памяти и обучении, известной как обонятельные проекционные нейроны, это может помочь ученым понять, как плодовые мухи учатся.
"[Фруктовые мухи] могут учиться и запоминать," - говорит Бок: "Они знают, какие места безопасны и опасны. У них есть сложные последовательности ухаживания и ухода."
Данные теперь доступны для всех, исследовательская группа надеется, что это приведет к лучшему пониманию устройства мозга как органа, а также поведения плодовой мухи.
