Ученые сделали то, что раньше казалось невозможным: создали самую подробную карту мозга среди всех, что когда-либо существовали. Они изучили крошечный кусочек этого органа у мыши, размером с песчинку, и превратили его в цифровую модель с поразительной точностью. Это не просто красивые картинки, а важный наглядный материал, помогающий понять, как работает мозг.
Команда исследователей из разных стран трудилась над проектом MICrONS несколько лет. Им удалось полностью воссоздать структуру участка зрительной коры мыши — той части, что отвечает за обработку изображений. Они проследили все связи между нейронами, зафиксировали, как именно распространяются сигналы, и собрали из этого 3D-модель. Количество данных — больше полутора петабайт. Это как если бы вы хранили 200 тыс. ч. видео в высоком качестве.
Объем реконструкции тоже поражает — около четырех километров нейронных отростков, более 500 млн синапсов и свыше 120 тыс. клеток. Все это — в одной капле ткани. Благодаря мощным микроскопам и алгоритмам искусственного интеллекта, ученым удалось не просто рассмотреть мельчайшие детали, но и понять, как именно устроено взаимодействие между разными типами клеток. Особенно удивило поведение тормозных нейронов — раньше считалось, что они просто уменьшают активность, но теперь выяснилось, что эти типы клеток действуют точечно и даже избирательно, «отключая» ненужные активации.
Этот проект называют для нейронауки тем же, чем был проект расшифровки генома для генетики. Он открывает доступ ко всему — от понимания, как человек думает, до того, как возникают болезни вроде Альцгеймера или шизофрении. Ведь если мы точно знаем, как выглядит здоровая схема мозга, можно сравнивать ее с поврежденной и искать, где именно и что «сломалось».
Для этого использовались тысячи мельчайших срезов ткани — каждый тоньше человеческого волоса. Сперва исследователи наблюдали, как мозг мыши работает вживую — например, как он реагирует на видео. А потом уже начинали физическую работу с образцом, делая срезы и сканируя их. Результат — полная схема, по которой можно понять, как мысль превращается в электрический сигнал и куда он дальше следует.
Работа открыта для всех — любой человек может зайти на сайт MICrONS Explorer и посмотреть на карту мозга. Возможно, она станет основой для новых исследований, моделей и лекарств. А для не нейробиологов с ней получится визуально понять, как функционирует мозг.
Ранее мы писали о том, что раскрыта связь метакогнитивных способностей с образом жизни.
