З’єднання мозку однієї комахи більше не містить багато незвіданих територій.
Усі нервові клітини — і практично кожне з’єднання між ними — у мозку личинок плодової мушки тепер нанесено на карту, повідомляють дослідники в Science 10 березня . Це найскладніша схема з’єднання всього мозку, яка була створена.
Раніше лише три організми — морська бризка та два типи хробаків — мали схему свого мозку, повністю налаштовану на таку роздільну здатність. Але мозок цих істот має лише кілька сотень нейронів. Вчені, які проводили нове дослідження, хотіли зрозуміти набагато складніший мозок.
Плодові мушки ( Drosophila melanogaster ) поділяють широкий діапазон поведінки з людьми, включаючи інтеграцію сенсорної інформації та навчання. Личинки виконують майже всі дії, що й дорослі мухи , за винятком деяких, як-от політ і спаровування, але мають менший мозок, завдяки чому збір даних відбувається набагато швидше.
Ідея цього проекту виникла 12 років тому, каже нейробіолог Марта Златік з Лабораторії молекулярної біології MRC у Кембриджі, Англія. У той час вона та її колеги зробили за допомогою електронного мікроскопа зображення всього мозку личинок плодової мушки. Потім вони з’єднали ці зображення в комп’ютері та вручну простежили кожен нейрон, щоб створити 3-D візуалізацію клітин. Нарешті, команда знайшла з’єднання, за якими інформація передається між клітинами, і навіть визначила кінці надсилання та отримання.
Дослідники ідентифікували понад 3000 нейронів і близько 550 000 з’єднань, відомих як синапси.
Ця тривимірна візуалізація нейронів личинок плодової мушки була створена із серійних зображень, отриманих за допомогою електронного мікроскопа. Сфери представляють кожне тіло нервової клітини, а подовжені хвости є гілками, які надсилають і приймають інформацію.
Нейрони передають інформацію один одному в ланцюгах. Дослідження моделей з’єднання нейронів — не лише безпосередньо пов’язаних партнерів, але й зв’язків пов’язаних клітин тощо — виявило 93 різні типи нейронів. Класи узгоджувалися з попередніми групами, що характеризуються формою та функціями. І майже 75 відсотків нейронів із найбільш пов’язаними зв’язками були пов’язані з центром навчання мозку, що вказує на важливість навчання тварин.
Дослідники сподіваються, що ця робота послужить схемою для колег-вчених, які вивчають схеми мозку. «Тепер у нас є довідкова карта, — каже Златік.