Przecław News

Informacje o Polsce. Wybierz tematy, o których chcesz dowiedzieć się więcej w Wiadomościach Przecławia.

Dzięki tej mapie mózgu jesteśmy o krok bliżej do naśladowania pełnowymiarowej muszki owocówki

Dzięki tej mapie mózgu jesteśmy o krok bliżej do naśladowania pełnowymiarowej muszki owocówki

W pewnym sensie muszki owocowe są takie same jak my. Mają oczy nogiukład nerwowy i kocham owoce. W przeciwieństwie do nas, mają tylko kilka tysięcy neuronów w swoich mózgach, co oznacza, że ​​naukowcy mogą zmapować nie tylko wszystkie komórki, ale wszystkie połączenia między nimi – tworząc po raz pierwszy w pełni cyfrową „sieć połączeń” dla organizmu, który kiedy myślisz o tym, wchodzisz w to. Podstawą jest człowiek.

Być może wyolbrzymiam podobieństwo między nami a muszkami owocowymi, które są powszechnie nazywane naukowo, Drosophila (melanogaster, chociaż ta część zwykle nie jest konieczna), ale jest powód, dla którego są one wykorzystywane w tak wielu eksperymentach biologicznych. Możesz nie myśleć, że wyglądasz jak jedno z tych stworzeń, ale zdecydowanie bardziej przypominasz muszkę owocową niż bakterię lub bruzdnicę. Zrozumienie stosunkowo prostego zwierzęcia, takiego jak drosophila, uczy nas wiele o zwierzętach i życiu w ogóle.

Pomimo tego, że wraz z drożdżami, być może najlepiej poznanymi organizmami, pojedyncza Drosophila jest nadal dość skomplikowaną rzeczą, aby symulować każdy jej aspekt. Do diabła, mamy problem z poprawną symulacją pojedynczej komórki. Jeśli jednak spojrzysz na stworzenie nie jako gestalt, ale jako zbiór połączonych ze sobą systemów, możesz zacząć gryźć słonia.

Najnowszym kęsem zespołu kierowanego przez biologów z University of Cambridge jest „mapa zacisk po zacisku” mózgu gąsienicy Drosophila. Mając 3016 neuronów i 548 000 synaps, złożoność tego ostatniego organizmu jest 10 razy większa niż jego mózgu, członka Kongresu. (W rzeczywistości był to jeden z najgorszych rodzajów robaków, pierścienice. Ludzie mają około 86 miliardów neuronów i prawie niezliczone synapsy).

Larwa muszki owocowej oczywiście nie jest muchą, ale rzeczywiście jest dobrze rozwiniętym stworzeniem, z zachowaniami adaptacyjnymi, strukturą podobną do mózgu dorosłej muszki, pamięcią krótko- i długotrwałą oraz innymi oczekiwanymi funkcjami mózgu. Ponadto są łatwiejsze do trzymania. Co ważniejsze, miał „zwarty mózg z wieloma tysiącami neuronów, które można zobrazować w nanoskali za pomocą mikroskopii elektronowej (EM) i jego obwody zrekonstruowane w rozsądnych ramach czasowych” Tak mówi artykuł naukowy opublikowany dzisiaj w Science. Innymi słowy, ma odpowiedni rozmiar i nie jest zbyt dziwny.

READ  Minister zdrowia Roger Cook ogłosił pilne dochodzenie po włamaniu do nowego wirusa Corona

Mózg został pocięty na niewiarygodnie cienkie warstwy i zobrazowany za pomocą EM, a powstałe wycinki dokładnie zbadano, aby zobaczyć, jak neurony, aksony i inne struktury komórkowe utrzymują się między nimi. „Opracowaliśmy algorytm do śledzenia propagacji sygnałów na poziomie mózgu przez ścieżki multisynaptyczne i przeanalizowaliśmy ścieżki pierwszego planu (od sensora do wyjścia) i ścieżki sprzężenia zwrotnego, integrację multisensoryczną i interakcje na półkuli” – napisali.

Mikroskopia elektronowa z przekrojami wielkości ujawnia strukturę mózgu Drosophila. Kredyty obrazkowe: Michał Winding

Rezultatem jest model, który widzisz, wygląda jak ślimak w peruce klauna (nie trzeba dodawać, że tak nie wygląda) na żywo).

Oczywiście istnieje wiele interesujących obserwacji na temat sposobu organizacji mózgu, od powtarzających się, zachodzących na siebie pętli, integracji multisensorycznej, interakcji międzypółkulowych i wielu innych dobrych rzeczy. Ale posiadanie kompletnej sieci neuronowej złożonego organizmu jest w zasadzie ekscytujące dla każdego w tej przestrzeni – można wiele zrobić, mając dobrą symulację mózgu. Podczas gdy poprzednie badania replikowały poszczególne podsystemy lub mniejsze mózgi, jest to największa i najbardziej kompletna charakterystyka do tej pory, a jako cyfrowy zasób 3D prawie na pewno będzie używana i cytowana w całej dyscyplinie.

Niektóre z tych rzeczy można znaleźć nawet w sztucznych sieciach neuronowych. Badanie, w jaki sposób tak złożone zachowanie jest wytwarzane przez tak słabo zaludniony mózg, może „zainspirować nowe konstrukty uczenia maszynowego”.

Co ciekawe, mamy już plik Szczegółowy model mechaniczny O ciele i ruchach dorosłej muchy, i chociaż pytanie jest oczywiste, odpowiedź brzmi nie: nie możemy umieścić tego mózgu w tym ciele i powiedzieć, że wszystko symulowaliśmy. Ale może w przyszłym roku.