Nova karta koja prikazuje 50 miliona neuronskih veza predstavlja „ogroman skok” u razumjevanju ljudskog mozga.
One mogu da hodaju, lebde, a mužjaci mogu čak i da pjevaju ljubavne pjesme da bi se udvarali, i sve to mozgom koji je manji od glave čiode.
Sada su prvi put naučnici koji istražuju mozak muhe odredili položaj, oblik i veze svake od njenih 130.000 ćelija i 50 miliona neuronskih veza.
To je najdetaljnija analiza mozga odrasle životinje ikada urađena.
Jedan od vodećih stručnjaka za mozak koji nije učestvovao u ovom istraživanju, opisao je proboj kao „ogroman skok” u razumevanju sopstvenog mozga.
Jedan od vođa istraživanja rekao je da će to dati novi uvid u „mehanizam razmišljanja”.
Dr Gregori Džeferis, iz Laboratorije za molekularnu biologiju (LMB) Savjeta za medicinska istraživanja u Kembridžu, rekao je za da trenutno nemamo pojma kako nam mreža moždanih ćelija u svakoj od naših glava omogućava interakciju sa drugima i svijetom oko nas.
„Kakve su to veze?
„Kako signali putuju kroz sistem koji nam dozvoljava da obrađujemo informacije da bismo prepoznali nečije lice, koji vam omogućava da čujete moj glas i pretvorite ove reči u električne signale?
„Mapiranje mozga muha je zaista izvanredno dostignuće i pomoći će nam da shvatimo kako naš sopstveni mozak funkcioniše”.
Imamo milion puta više moždanih ćelija, ili neurona, od vinske mušice koja je proučavana.
Dakle, kako dijagram ožičenja mozga insekata može da pomogne naučnicima da shvate kako razmišljamo?
Slike koje su naučnici napravili, a koje su objavljene u naučnom časopisu Nejčur (Nature), prikazuju ožičenje koje je koliko lijepo, toliko je i složeno.
Njegov oblik i struktura su ključ za shvatanje kako tako mali organ može da izvrši toliko moćnih računarskih zadataka.
Razvijanje računara veličine makovog zrna koji može da izvrši sve ove zadatke je daleko izvan mogućnosti moderne nauke.
Dr Mala Murti, takođe jedan od vođa projekta, sa Univerziteta Prinstona u Sjedinjenim Državama (SAD), kaže da će novi dijagram ožičenja, naučno poznat kao konektom (sveobuhvatna karta neuronskih veza u mozgu), predstavljati „preokret u neuronauci”.
„To će pomoći istraživačima da bolje razumiju kako funkcioniše zdrav mozak.
„Nadamo se da će u budućnosti biti moguće uporediti šta se dešava kada stvari krenu naopako u našem mozgu”.
Sa tim je saglasan dr Lusija Prieto Godolo, koja vodi grupu za istraživanje mozga na Institutu Frensis Krik u Londonu, i koja nije članica istraživačkog tima.
„Istraživači su završili konektome crva koji ima 300 žica i crva koji ima tri hiljade, ali imati kompletan konektom nečega sa 130.000 žica je nevjerovatan tehnički podvig koji utire put ka pronalaženju konektoma za za veće mozgove kao što je na primjer mozak miša i možda za nekoliko decenija i ljudskog”.
Istraživači su uspjeli da identifikuju odvojena kola za mnoge pojedinačne funkcije i pokažu kako su povezana.
Na primjer, žice koje su uključene u kretanje, nalaze se u moždanom stablu, dok su žice za vizuelnu obradu smještene u velikom mozgu.
U vizuelnu obradu uključeno je više neurona, jer gledanje zahtjeva mnogo više računarske snage.
Dok su naučnici već znali da postoje odvojena kola, nisu znali kako su međusobno povezani.
Zašto je toliko teško ubiti muhu mlatilicom ili novinama
Drugi istraživači već koriste dijagrame kola, da bi otkrili, na primjer, zašto je muhe tako teško ubiti mlatilicom ili novinama.
Kola za vid otkrivaju iz kog pravca dolaze vaše urolane novine i prenose signal nogama muhe.
Međutim, ono najvažnije je da oni šalju jači signal za skakanje nogama koje su dalje od predmeta od koga prijeti opasnost.
Dakle, mogli biste reći da muhe mjenjaju pravac kretanja bez potrebe da razmišljaju - doslovno brže od brzine misli.
Ovo otkriće može da objasni zašto tromi ljudi rijetko uspjevaju da ‘umlate‘ muhe.
Dijagram ožičenja je napravljen tako što je mozak muhe isjeckan pomoću uređaja koji je u suštini mikroskopsko rende za sir, i koji svaki od 7.000 djelića fotografiše i digitalno ih spaja u cjelinu.
Zatim je tim sa Prinstona koristio vještačku inteligenciju da izvede oblike i veze svih neurona.
Ali, vještačka inteligencija nije bila savršena - istraživači su ipak morali ručno da poprave više od tri miliona grešaka.
Ovo je samo po sebi zapaljujući tehnički podvig, ali je posao bio samo napola obavljen.
Uređaj za seciranje mozga muve - iseckan je na 7.000 nevjerovatno tankih djelića pomoću ovog mikroskopskog noža Gwyndaf Hughes/BBC News Uređaj za seciranje mozga muhe - isjeckan je na 7.000 nevjerovatno tankih djelića pomoću ovog mikroskopskog noža Karta je sama po sebi bila besmislena bez opisa šta je svaka žica trebalo da uradi, kaže dr Filip Šlegel, koji takođe radi u Laboratoriji za molekularnu biologiju Savjeta za medicinska istraživanja.
„Ovi podaci su pomalo poput Gugl mape, ali mozga: sam dijagram ožičenja između neurona je kao da znate koje konstrukcije odgovaraju ulicama i zgradama.
„Opisivanje neurona je kao dodavanje imena ulica i gradova, radnog vremena preduzeća, brojeva telefona, recenzija, itd. na mapu.
„Potrebno vam je oboje da bi zaista bila korisna”.
Konektom muhe je dostupan svim naučnicima koji žele da ga koristi za vođenje sopstvenih istraživanja.
Skeneri
Skeneri mogu pokazati ožičenje ovog ljudskog mozga, ali čak i najbolji pokazuju samo mali djelić onoga što postoji Dr Šlegel vjeruje da će zahvaljujući ovoj novoj karti svijet neuronauke vidjeti „lavinu otkrića u narednih nekoliko godina”.
Ljudski mozak je mnogo veći od mozga muhe, a mi još nemamo tehnologiju da dobijemo sve informacije o njegovom ožičenju.
Ali istraživači vjeruju da će možda za 30 godina biti moguće imati konektom ljudskog mozga.
Mozak muhe, kažu, predstavlja početak novog, dubljeg razumjevanja kako funkcioniše naš sopstveni um.
Istraživanje je sprovedeno u okviru projekta međunarodne saradnje velikog broja naučnika, nazvanog FlyWire Consortium.
