Zahvaljujući mišu koji je gledao klipove iz filma The Matrix, naučnici su stvorili najdetaljniju funkcionalnu mapu mozga do sada – dijagram veza koje spajaju 84.000 neurona dok razmjenjuju signale.
Tim istraživača koji stoji iza ovog projekta izjavio je da je mapa neuronskih veza toliko kompleksna da podsjeća na fotografiju galaksije.
U djeliću mišjeg mozga, ne većem od zrna maka, naučnici su pratili međusobnu komunikaciju neurona kroz čak 500 miliona sinapsi.
Ovaj gigantski skup podataka objavljen u časopisu Nature predstavlja važan korak ka razotkrivanju misterije kako funkcioniše ljudski mozak.
Podaci su predstavljeni u trodimenzionalnoj rekonstrukciji, sa bojama koje označavaju različite nervne mreže, i otvoreni su za istraživače širom svijeta, ali i za radoznale koji žele da zavire u ovu naučnu galaksiju.
“Zaista izaziva osjećaj strahopoštovanja, baš kao kada gledate fotografije galaksija. Gledamo samo jedan mali dio mozga miša, a kompleksnost i ljepota stotina miliona veza među neuronima je zadivljujuća”, rekao je Forrest Collman iz Allen Institute for Brain Science, jedan od vodećih istraživača projekta.
Kako funkcionišu misli i čula?
Kako funkcionišu misli, osjećanja, pokreti i čula – sve to zavisi od načina na koji nervne ćelije, neuroni, međusobno komuniciraju.
Signali putuju duž dijelova neurona koji se zovu aksoni i dendriti, a sinapse omogućavaju prenošenje poruka s jednog neurona na drugi.
Ipak, nauka još uvijek ne zna dovoljno o složenim mrežama neurona koje obavljaju određene zadatke, niti kako njihovo narušavanje može biti povezano s poremećajima poput Alzheimerove bolesti, autizma i drugih neuroloških oboljenja.
U ovom novom istraživanju, više od 150 naučnika iz cijelog svijeta mapiralo je neuronske veze u dijelu mozga miša zaduženom za vid, koje Collman poredi sa “zamršenim špagetama koje vijugaju kroz moždano tkivo”.
Kako je napravljena mapa?
Prvi korak bio je da se mozak miša dovoljno stimuliše – u tome su im pomogli isječci iz naučnofantastičnih filmova, sportskih događaja, animacija i snimaka prirode, piše Euronews.
Tim sa Baylor College of Medicine u SAD-u koristio je genetički modifikovanog miša čiji neuroni svijetle kada su aktivni. Zatim su laserskim mikroskopom snimali kako se ćelije u vizuelnom korteksu aktiviraju dok obrađuju prikazane slike.
Nakon toga, istraživači iz Allen Institute obradili su dio moždanog tkiva – isjeckali su ga na više od 25.000 slojeva i napravili gotovo 100 miliona fotografija visoke rezolucije pomoću elektronskih mikroskopa. Sve su to pažljivo sastavili u trodimenzionalni model.
Na kraju, tim sa Princeton University je uz pomoć vještačke inteligencije (AI) pratio sve te veze i označio ih različitim bojama kako bi se mogle razlikovati.
Procjenjuje se da bi, kada bi se te mikroskopske veze razmotale, bile duže od pet kilometara.
Šta ovo znači za medicinu?
Da li bi ovakvo mapiranje moglo da pomogne u liječenju bolesti mozga?
Naučnici kažu da je ovo osnovni korak – slično kao što je Human Genome Project otvorio vrata za genske terapije. Sljedeći cilj je mapirati cijeli mozak miša.
“Tehnologije razvijene u ovom projektu daće nam prvu pravu šansu da prepoznamo abnormalne obrasce povezivanja koji uzrokuju određene poremećaje”, rekao je Sebastian Seung, neuronaučnik i informatičar sa Princetona.
Istraživači sa Harvard University, Mariela Petkova i Gregor Schürchnecht, koji nisu bili dio tima, ocijenili su da je ovo “ogroman iskorak” i “neprocjenjiv resurs za buduća otkrića”.
“Zajednički podaci iz ovog projekta pomoći će u razotkrivanju složenih nervnih mreža koje stoje iza ljudske svijesti, ponašanja i opažanja”, zaključili su oni.
