To je dostignuće o kojem su naučnici sanjali više od pola veka. Konačno, ogroman međunarodni tim istraživača mapirao je do izuzetnih detalja svaki neuron u mozgu odrasle životinje sa očima i nogama.
Sjajna noga, koju sada svako može slobodno da pregleda, nije veća od makovog zrna, a ipak sadrži 139.255 neurona i 50 miliona veza.
Pripada odrasloj ženki voćne mušice (Drosophila melanogaster).
Ovo može izgledati kao mala pobeda u poređenju sa ljudskim mozgom, koji sadrži 80 milijardi neurona i 100 triliona veza, ali to je ogroman skok od onoga odakle su neuronaučnici počeli 1960-ih.
Ako treba da se prođe istorija, istraživanje bi moglo biti u konkurenciji za buduću Nobelovu nagradu.
„Ovo je veliko dostignuće“, kaže neuronaučnica Mala Murti sa Univerziteta Prinston, koja je pomogla u vođenju tima.
„Ne postoji drugi potpuni moždani konektom za odraslu životinju ove složenosti.“
Jedina druga mapa koja se približava je 3D dijagram ‘hemimozga’ odrasle muve, ali uključuje samo oko 20.000 neurona.
Biolog sa Univerziteta Emori Anita Devineni, koja nije bila uključena u trenutno istraživanje, predviđa da će ova nova mapa „transformisati neuronauku Drosophila“ u propratnom komentaru u Nature.
Naučnici su prvi put počeli da mapiraju ožičenje životinjskog mozga pre otprilike pola veka, a ovi početni pokušaji bili su fokusirani na vrlo jednostavno stvorenje: crva bez vida i nogu, Caenorhabditis elegans.
Godine 2002. naučnici koji stoje iza ove delimične mape mozga od samo 302 neurona podelili su Nobelovu nagradu.
Danas je za isti podvig, za koji je nekada bilo potrebno više od 12 godina, potrebno manje od mesec dana.
2023. godine, istraživači su završili mnogo veću mapu mozga, uključujući svih 3.016 neurona u larvi voćne mušice.
Još jednom, međutim, ova životinja nije mogla da hoda ni da vidi.
Odrasla voćna mušica je sledeći veliki korak. Njegove moždane mreže, koje su u osnovi vida i komplikovanih pokreta hodanja, slične su onima kod ljudi i sada se mogu istražiti detaljnije nego ikada ranije.
„Muhe mogu da rade sve vrste komplikovanih stvari kao što su hodanje, letenje, navigacija, a mužjaci pevaju ženkama“, objašnjava molekularni biolog Gregori Džeferis sa Univerziteta u Kembridžu, koji je pomogao u vođenju istraživanja.
„Dijagrami ožičenja mozga su prvi korak ka razumevanju svega što nas zanima – kako kontrolišemo svoje kretanje, javljamo se na telefon ili prepoznajemo prijatelja.
Tim koji je sastavio ovaj dijagram uključivao je istraživače iz 122 institucije, uz veliki doprinos Univerziteta Prinston, Univerziteta Kembridž i Univerziteta Vermont.
Mapa je zahtevala više od 7.000 kriški mozga ženske voćne mušice i 21 milion slika, koje su svojim podacima mogle da popune 100 tipičnih laptopova.
Program veštačke inteligencije, napravljen na Univerzitetu Prinston, bio je od suštinskog značaja za pročešljavanje podataka.
Rezultati su sada sakupljeni u najmanje 9 srodnih radova, sa preklapajućim grupama autora.
Jedan papir označava celu mapu. Da bi se ispravile kompjuterske greške, napravljen je projekat crovdsourcinga gde su istraživači i volonteri širom sveta mogli da lektorišu imena i funkcije date neuronima. Jednoj osobi bi trebalo 33 godine da radi puno radno vreme da izvrši svih 3 miliona ručnih izmena.
Od svih 8.453 poznatih i imenovanih tipova ćelija na dijagramu, koji pokrivaju 96 procenata svih neurona, više od 4.500 je novo u nauci.
„Baš kao što ne biste želeli da se vozite na novo mesto bez Gugl mapa, ne želite da istražujete mozak bez mape“, objašnjava neuronaučnik Sven Dorkenvald, diplomac Prinstona 2023.
„Ono što smo uradili je da smo napravili atlas mozga i dodali napomene za sva preduzeća, zgrade, nazive ulica. Sa ovim, istraživači su sada opremljeni da promišljeno upravljaju mozgom, kako mi pokušavamo da ga razumemo.“
U jednom propratnom radu, na primer, naučnici su koristili mapu sa komentarima da pokrenu neurone u kompjuterskom mozgu voćne mušice, što je dovelo do toga da produži svoj proboscis za šećer, baš kao što se dešava kod pravih muva kada se ti neuroni aktiviraju.
Danas je 6 različitih Nobelovih nagrada dodeljeno istraživačima koji proučavaju običnu voćnu mušicu. Sedmi bi mogao biti na putu.
Glavni nalazi su objavljeni u časopisu Nature.
