Стъпка към тайните на мозъка

Снимка Johns Hopkins University/University of Cambridge

Първата пълна карта на мозъка на насекомо, която проследява връзките на всеки неврон, създава международен екип от учени, воден от изследователи от американския университет „Джонс Хопкинс“ и британския „Кеймбридж“. Проучването е публикувано в сп. Science. Получената карта е известна като конектом и е крайъгълен камък на неврологията. Учените използват електронна микроскопия, за да изобразят близо 5000 ултратънки среза от мозъка на ларвата. След това проследяват местоположението и връзките на всеки неврон. Новата карта на свързването е четвъртата и най-сложна, докладвана до момента. Създаването Ӝ отнема пет години, включително повече от година само за заснемане на мозъчните срезове.
Картата проследява всички 3016 неврона и 548 000 синапса в централната нервна система на 6-часова ларва на женска плодова муха Drosophila melanogaster – от аксоните, които доставят сензорни данни до мозъка, до дендритите на невроните, които изпращат мозъчни сигнали за контрол на движението. Според анализа на първата пълна карта на свързването на организъм мозъкът на ларвата на плодова мушица се управлява от вериги за обратна връзка и многопластови пътища.
„Сред синапсите 66,6 на сто са аксони, свързани с дендрити, 25,8% са аксони, свързани със себе си, 5,8% са дендрити, свързани със себе си, и 1,8 % са дендрити, свързани с аксони. Клъстеризирането на невроните въз основа на видовете връзки, които те осъществяват, разкрива 93 типа неврони. Невроните в рамките на всеки тип имат сходна физическа структура според анализ, използващ независим алгоритмичен инструмент. Това предполага, че невроните се различават най-вече по свързаност, а не по структура или функция“, казва Марта Златич – ръководител на изследването в Лабораторията по молекулярна биология на MRC към „Кеймбридж“. „Има региони, които съответстват на вземането на решения, други съответстват на ученето, трети – на навигацията“, коментира и съавторът на изследването Джошуа Фогелщайм, биомедицински инженер в „Джонс Хопкинс“.
Златич заявява, че планира да използва оптогенетиката за създаване на карти на активността на мозъка на ларвата, за да разбере как функционират връзките при различни поведения.
Разбира се, остава още твърде много работа, за да се направи подобна карта на човешкия мозък с неговите около 100 милиарда неврона и около 100 трилиона синапса.