Elkészült az első teljes ideghálózati térkép egy rovar agyáról
Egy nemzetközi kutatócsoport elkészítette az első olyan térképet, amely egy élőlény agyának minden egyes idegsejtjét és azok összekapcsolódásait mutatja. Az ecetmuslica (Drosophila melanogaster) lárvájának agyát 3016 neuron alkotja, és azok mintegy 548 ezer szinapszisban kapcsolódnak össze.
A neuronok és idegpályák egyfajta kapcsolási rajzát konnektomnak nevezik, és a Science-ben most közölt térkép a legnagyobb teljes agyi konnektom, amit valaha leképeztek. Korábban legfeljebb néhány száz idegsejttel rendelkező élőlények, például giliszták agyát sikerült ilyen részletességgel feltérképezni. Ezt az ugrást az a technológiai fejlődés tette lehetővé, amelynek segítségével az ecetmuslica-lárvák agyát gyorsan le tudták képezni elektronmikroszkópiával, és az adatokból rekonstruálni lehetett az agyi kapcsolódásokat.
Az ecetmuslica lárvája hasonló agyi struktúrával rendelkezik, mint a kifejlett ecetmuslica vagy más nagyobb rovarok, és olyan gazdag viselkedési funkciói vannak, mint a tanulás vagy a cselekvésválasztás. „Az agyi áramkörök felépítése befolyásolja az agy által végezhető számításokat. Idáig azonban nem láttuk semmilyen agy szerkezetét a nagyon egyszerű organizmusokon kívül. Most elkezdhetjük mechanisztikusan megérteni, hogyan működik az agy” – idézi a Cambridge-i Egyetem közleménye Marta Zlaticot, az egyetem zoológiai és molekuláris biológiai tanszékeinek munkatársát.
A kutatók számítástudományi eszközöket is kifejlesztettek, hogy azonosítsák az információáramlás valószínűsíthető útvonalait, valamint a rovar agyában található különböző áramköri mintázatokat. Megállapították, hogy néhány szerkezeti jellemzője hasonlít a legmodernebb mélytanulási architektúrákhoz.
Bár a mai technológia még nem elég fejlett ahhoz, hogy összetettebb állatok, például emlősök konnektomját is feltérképezzék, de mivel az összekapcsolt neuronok hálózata jellemzi minden állat agyát, a kutatók szerint a friss eredmények sokáig támpontként szolgálhatnak más állatok agyműködésének vizsgálatához.
„Minden faj agyának számos komplex viselkedést kell végrehajtania: fel kell dolgozni az érzékszervi információkat, tanulni kell, táplálékot kell választani és el kell igazodni a környezetben. Ahogy a gének konzerválódnak az állatvilágban, úgy gondolom, hogy az ilyen alapvető viselkedési formákat vezérlő áramköri minták is konzerválódnak” – mondta Zlatic.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: