Harvard og Princeton kortleggja hverja taug í taugakerfi ávaxtaflugunnar

Alþjóðlegt teymi undir forystu Harvard Medical School og Princeton háskóla birti fyrsta fullkomna tengikortið (connectome) af miðtaugakerfi ávaxtaflugunnar, þar sem kortlagðar voru um 160.000 taugafrumur og öll taugamót þeirra.eurekalert+1
Rannsóknin, sem birt var á sunnudaginn í Nature, leiddi í ljós að hreyfistjórnun er dreifð um staðbundnar taugabrautir í líkamshlutum frekar en að henni sé stýrt af miðlægri heilaeiningu.eurekalert
Fullkomið tengikortið er aðgengilegt ókeypis á netinu og vísindamenn segja að uppbyggingin gæti veitt lærdóm fyrir þróun gervigreindar og vélmenna.hms.harvard

Stórt alþjóðlegt teymi undir forystu Harvard Medical School og Princeton háskóla hefur birt fyrsta fullkomna raflagnamynd af öllum taugatengingum í miðtaugakerfi fullorðinnar ávaxtaflugunnar, tímamótaverk sem leiðir í ljós að hreyfistjórnun virkar í gegnum dreifðar staðbundnar brautir frekar en miðstýrða stjórnstöð í heilanum.

Fullkomið taugakort

Verkið, sem birt var 8. júní í Nature undir titlinum "Distributed control circuits across a brain-and-cord connectome", sameinar áður birt tengikort af heila og nýlokna kortlagningu af taugastreng ávaxtaflugunnar — sem er hliðstæða mænu — til að búa til sameinað skýringarmynd af um 160.000 taugafrumum og öllum taugamótum þeirra.eurekalert+1

"Við getum séð allar taugafrumurnar og tengingar þeirra sem eina heild í fyrsta skipti og spurt: 'Hvað lærum við af þessu?'", sagði Rachel Wilson, einn af yfirhöfundum rannsóknarinnar við Blavatnik Institute hjá Harvard Medical School.hms.harvard

Verkefnið spratt af samruna tveggja viðleitna: tengikorti FlyWire Consortium frá 2024 af heilanum, undir stjórn Mala Murthy og Sebastian Seung við Princeton, og tengikorti af taugastreng sem þróað var á rannsóknarstofu Wei-Chung Allen Lee, meðhöfundar, við Harvard Medical School. Sameinaða gagnasafnið, þekkt sem BANC (Brain and Nerve Cord), var byggt með því að búa til þúsundir sneiðmynda af einni ávaxtaflugu, mynda þær með rafeindasmásjá og nota gervigreind til að sauma milljónir mynda saman í samræmt þrívíddarkort.eurekalert+1

Dreifð stjórnun, ekki miðstýrð skipun

Helsta niðurstaða rannsóknarinnar kollvarpar langvarandi forsendu í taugavísindum. Frekar en að miðlægur stjórnandi í heilanum stýri gjörðum dýrsins, virkar hreyfistjórnun hjá ávaxtaflugunni aðallega á staðbundnum vettvangi — til dæmis er hreyfing á fæti flugunnar stjórnað aðallega af taugabrautum sem eru tileinkaðar þeim fæti, sem síðan samhæfa sig við brautir fyrir aðra útlimi til að framleiða flókna hegðun eins og göngu.hms.harvard+1

"Niðurstöður okkar benda til þess að stjórnun á aðgerðum sé mjög dreifð í staðbundnum einingum sem tengjast og vinna saman á mismunandi vegu," sagði Alexander Bates, einn af fyrstu höfundum.eurekalert

Áhrif á gervigreind, vélmenni og víðar

Allt tengikortið er aðgengilegt ókeypis á netinu og vísindamennirnir draga hliðstæður við Mannkynserfðamengisverkefnið sem opna auðlind með víðtækum forritum. Helen Yang, einn af fyrstu höfundum, benti á að jafnvel háþróuð gervigreindarkerfi geti ekki endurtekið hegðunarsvið ávaxtaflugunnar: "Það gæti verið lærdómur fyrir gervigreind í því hvernig taugakerfið er skipulagt".hms.harvard+1

Verkið var stutt af U.S. BRAIN Initiative, National Institutes of Health og National Science Foundation. Lee er nú að rannsaka hvort svipuð dreifð stjórnun sé til staðar í músum — spurning sem hefur bein tengsl við skilning á taugakerfum spendýra.eurekalert+1

Heimildir (15)