A Humángenom-projekthez hasonló áttörés lehet az agyi idegi hálózatok most elkészült 3D-s térképe
A térkép egy egér látókéregének egy homokszemnél is kisebb pöttyét ábrázolja, és 84 ezer neuron szerkezetét követi nyomon, amelyeket félmilliárd szinaptikus kapcsolat és mintegy 5,4 kilométernyi neurális hálózat köt össze. Ez a 3D-s rekonstrukció segít feltárni, hogyan szerveződik az agy és miként működnek együtt a különböző sejttípusok, valamint hatással lehet az intelligencia, a tudatosság és az olyan neuronális állapotok megértésére, mint az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór, az autizmus és a skizofrénia – számol be a Guardian.
David Markowitz, a munkát koordináló amerikai kormányzati szervezet, az Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) korábbi programvezetője szerint az eredmények jelentőségüket tekintve a Humángenom-projekthez hasonlíthatók.
A MICrONS projekt nemcsak a neuronok szerkezetének feltérképezését tűzte ki célul, hanem a köztük lévő jelátvitelt is vizsgálta, megmutatva, hogyan kommunikálnak.
A texasi Baylor College of Medicine tudósai először is speciális mikroszkópokkal rögzítették a célterület agyi aktivitását, miközben a kísérleti állat különböző videókat és YouTube-klipeket nézett. Ezt követően az Allen Intézet kutatói ugyanezt a köbmilliméternyi agyterületet több mint 25 ezer rétegre szeletelték fel, majd elektronmikroszkópok segítségével nagy felbontású képeket készítettek minden egyes szeletről. Végül a Princeton Egyetem egy másik csapata AI-t használva 3D-s környezetben rekonstruálta a sejteket és kapcsolatokat. A hatalmas adathalmaz mérete együttesen 1,6 petabájt, ami 22 évnyi HD-videónak felel meg.
„Ennek az apró pöttynek a belsejében egy egész architektúra rejlik” – kommentált a lapnak Clay Reid, az Allen Intézet vezető kutatója és neurobiológusa. „Bonyolult kapcsolati szabályai vannak, amelyeket az idegtudomány különböző részeiből ismertünk, és most tesztelhetjük is az elméleteket, remélve, hogy olyan újdonságokat találunk, amilyeneket eddig még senki."
Az eredmények új sejttípusokat és a gátlófolyamatok új elvét tárják fel. A tudósok korábban úgy gondolták, hogy a gátló sejtek – azok, amelyek elnyomják az idegi aktivitást – egyszerű erőként tompítják más sejtek működését. A legújabb kutatás azonban megállapította, hogy a gátló sejtek rendkívül szelektívek abban a tekintetben, hogy mely sejteket célozzák meg, és ezzel egy egész hálózatra kiterjedő koordinációs és együttműködési rendszert hoznak létre. Az agy formájának és működésének megértése utat nyithat az idegi kommunikáció zavarával járó agyi rendellenességek jobb megértéséhez is.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: