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:

Minden korábbinál teljesebb térbeli térkép készült az ecetmuslicák agyáról

Qubit.hu tudomány 2020. január 27.

Az ecetmuslica egyike a legtöbbet tanulmányozott földi élőlényeknek, de csak nemrégiben készült el a rovar százezer idegsejtből álló agyának negyedét ábrázoló 3D-s digitális térkép, amely azonban így is közel 25 millió szinaptikus kapcsolatot jelenít meg.

500 millió dolláros keretből készülhet tovább az emberi agy minden korábbinál részletesebb térképe

Vajna Tamás tudomány 2022. október 3.

Az Egyesült Államok orvostudományi kutatásait finanszírozó NIH a következő 5 évben félmilliárd dollárral támogatja a BRAIN 2.0 projektbe bevont amerikai, európai és japán kutatóintézetek, tudományos műhelyek munkáját.

Az agyi neuronok a tangó ritmusát idéző rezgésre járják a táncot és a Google Maps-hez hasonlóan kódolják a teret

Balázs Zsuzsanna tudomány 2022. május 12.

Nádasdy Zoltán kognitív neuropszichológus kutatócsoportja egy általuk kidolgozott modell segítségével jött rá, hogyan segíti a térbeli tájékozódást az agy egyik alaphulláma, a folyamatos és gyors gamma oszcilláció.