Mokslininkai pirmą kartą sudarė viso patino vaisinės muselės smegenų neuronų žemėlapį

Tarptautinė mokslininkų komanda sudarė kiekvieno suaugusio patino vaisinės muselės centrinės nervų sistemos neurono žemėlapį, sukurdama išsamiausią kada nors sudarytą sudėtingo gyvūno sujungimų schemą. Ketvirtadienį žurnale Cell paskelbtame konektome atvaizduota daugiau nei 166 000 neuronų, apimančių smegenis, abi regos skiltis ir pilvinę nervų virvę, bei identifikuota daugiau nei 11 000 skirtingų ląstelių tipų.blog+1

Šis pasiekimas, kuriam vadovavo HHMI Janelia tyrimų miestelis bendradarbiaudamas su Google Alphabet Inc. ↗ 1.59% Research ir Europos institucijomis, vainikuoja beveik du dešimtmečius trukusį darbą ir pasirodo praėjus maždaug metams po to, kai buvo išleistas pilnas patelės vaisinės muselės smegenų žemėlapis, apimantis apie 140 000 neuronų. Kartu šie du konektomai leidžia mokslininkams pirmą kartą palyginti abiejų lyčių neuroninę architektūrą gyvūne, pasižyminčiame sudėtinga socialine elgsena.livescience

Nuo skepticizmo iki proveržio

Kai 2008 m. Janelia įkūrėjas ir vykdomasis direktorius Gerry Rubinas pasiūlė šį projektą, daugelis neuromokslininkų laikė jį neįgyvendinamu. Vienintelis tuo metu užbaigtas konektomas priklausė kirmėlei C. elegans, turinčiai vos 302 neuronus, o tai savaime užtruko daugiau nei dešimtmetį. Kritikai teigė, kad vaisinės muselės smegenų su daugiau nei 100 000 neuronų žemėlapio sudarymas užtruktų per ilgai ir kainuotų per daug.phys

R. Rubino komanda praleido metus kurdama įrankius, kad įrodytų priešingai. Vyresniojo grupės vadovo Haraldo Hesso vadovaujami tyrėjai patobulino didelės raiškos vaizdinimo techniką, žinomą kaip fokusuoto jonų pluošto skenuojanti elektroninė mikroskopija, o bendradarbiai iš Google Research sukūrė skaičiavimo metodus, įskaitant dirbtinio intelekto valdomą neuronų sekimą, kad paspartintų vaizdų interpretavimą. Žmonės korektoriai vis dar atliko esminį vaidmenį: 44 žmonių darbo krūvį atitinkantis darbas buvo atliktas per visus metus, siekiant patikslinti žemėlapį.english.elpais

Lytis, skonis ir regėjimas

Keturi papildomi straipsniai, paskelbti kartu su pagrindiniu tyrimu, naudoja naujus duomenis vaisinių muselių neurobiologijai tirti. Viename jų nustatyta keletas šimtų lyties nulemtų ląstelių tipų, sudarančių 4,8% neuronų patino smegenyse ir 2,4% patelės smegenyse. Maždaug 100 patinams būdingų tarpinių neuronų tipų tinklas, atrodo, koordinuoja tokią elgseną kaip poravimosi "dainavimas" ir fizinė agresija.english.elpais+1

Antrame tyrime, kuriam vadovavo Carlosas Ribeiro iš Champalimaud fondo, buvo atseka visa muselės skonio sistema nuo skonio receptorių, išsidėsčiusių visame kūne, iki motorinių neuronų, skatinančių maitinimąsi. Žemėlapis atskleidė, kaip tam tikri skonio neuronai gerklėje jungiasi su insuliną gaminančiomis ląstelėmis, pateikdamas sujungimų lygio paaiškinimą, kaip hormoniniai atsakai gali prasidėti dar prieš įsisavinant maistines medžiagas.eurekalert

Trečiajame straipsnyje parodyta, kad regos apdorojimas tęsiasi giliai į smegenis, įtraukdamas daugiau nei pusę muselės neuronų tipų.phys

Kas toliau

Janelia dabar taiko iš muselių gautas pamokas stuburinių smegenims, vykdydama projektus, skirtus sudaryti lervų zebrafish žuvų ir suaugusių Danionella žuvų, kurios visą gyvenimą išlieka skaidrios, konektomus. "Šis darbas taip pat suteikia techninį planą ambicingesniems konektomikos projektams ateityje, pavyzdžiui, pelėms ir žmonėms," sakė C. Ribeiro.livescience+1