Naučni tim je otkrio prvu kompletnu mapu neuronskih veza mozga obične voćne mušice. Mapa pruža dijagram ožičenja, poznat kao konektom, i najveći je i najkompletniji konektom odrasle životinje ikada stvoren. Ovaj rad nudi kritične informacije o tome kako su mozgovi povezani i signali koji su u osnovi zdravih moždanih funkcija.
Studija, koja detaljno opisuje preko 50 miliona veza između više od 130.000 neurona, pojavljuje se kao deo paketa od devet radova u časopisu Priroda.
„Omalena voćna mušica je iznenađujuće sofisticirana i dugo je služila kao moćan model za razumevanje bioloških osnova ponašanja“, rekao je dr Džon Ngai, direktor NIH-ovog istraživanja mozga kroz unapređenje inovativnih neurotehnoloških inicijativa, ili Inicijativa za mozak.
„Ova prekretnica ne samo da pruža istraživačima novi skup alata za razumevanje kako kola u mozgu pokreću ponašanje, već je važno i kao preteča tekućih … napora da se mapiraju veze većih mozgova sisara i ljudi.“
Mapa konektoma opisuje kompletan skup klasa ćelija u mozgu voćne mušice, identifikujući različite tipove neurona i hemijske veze, ili sinapse, između neurona. Takođe pruža uvid u vrstu neurotransmitera (hemikalije kao što su dopamin ili serotonin) koje luči svaki neuron.
Istraživači su takođe napravili mapu projekcija između regiona mozga, poznatu kao projektom, koja prati organizaciju hemisfera i krugova ponašanja u mozgu muva. Omogućava detaljno mapiranje specifičnih moždanih kola koja kontrolišu ponašanje, kao što je ocelarno moždano kolo, koje prima vizuelne stimuluse i proizvodi promene ponašanja koje orijentišu telo muve tokom leta.
U pratećem dokumentu, istraživači su dali napomenu o povezivanju muva, sa detaljima o tipovima ćelija, klasama ćelija i još mnogo toga. Uključuje informacije ključne za istraživače i druge koji će koristiti konektom da unaprede naše razumevanje fiziologije i ponašanja mozga.
Voćna mušica je sposobna za iznenađujuće naprednu spoznaju i ponašanje, što je čini idealnim kandidatom za ovaj početni projekat povezivanja. Na primer, mogu da formiraju dugoročna sećanja, da se uključe u društvene interakcije i da se kreću na velikim udaljenostima.
Sada kada je konektom voćne mušice uspostavljen, ista metodologija bi se mogla koristiti za brzo kreiranje sličnih mapa kod životinja sa većim mozgom. Na primer, nova mapa može poslužiti kao referenca za razumevanje kako mnoštvo ljudskih mutacija utiče na moždane veze.
Da bi napravili konektom za muvu, istraživači su uzeli elektronske mikroskopske slike kompletnog mozga muve koji je javno objavljen i koristili kompjuterski program da automatski identifikuju ili „segmentiraju“ neurone na slikama.
Program nije siguran, pa su istraživači kreirali računarski sistem alata koji je omogućio velikoj istraživačkoj zajednici na mreži da pogleda segmente, da ih lektorira radi preciznosti i da komentariše tipove ćelija i klase na način koji vodi zajednica.
Lekturu identifikacije i razgraničenja pojedinačnih neurona završio je konzorcijum laboratorija voćnih mušica, nazvan FliVire, koji je uključivao naučnike iz celog sveta.
„U 2021. godini, samo 15% neurona je lektorisano“, rekla je Shelli Avenevoli, dr.sc., vršilac dužnosti direktora Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje NIH-a. „Otvaranje lekture za širu naučnu zajednicu koja proučava mozak voćne mušice uveliko je ubrzalo koliko smo brzo uspeli da završimo ovaj konektom.“
