عجیب ترین نقشه از مدار مغزی یک پستاندار ترسیم شد

به گزارش آینه فردا، دانشمندان آمریکایی به‌تازگی به دستاوردی مهم رسیدند: ساخت دقیق‌ترین نقشه مدارهای عصبی در مغز یک پستاندار تا به امروز. تمرکز آن‌ها روی بخش کوچکی از قشر بینایی مغز یک موش بود، به اندازه یک دانه شن. این پژوهش نوآورانه شامل ترسیم حدود ۸۴۰۰۰ نورون، نیم میلیارد سیناپس و ۵/۴ کیلومتر اتصالات عصبی شد و داده‌ای معادل ۱/۶ پتابایت تولید کرد.

محققان ابتدا موش را در حالی‌که کلیپ‌های ویدئویی (از جمله ویدیوهایی از یوتیوب و صحنه‌هایی از فیلم ماتریکس) تماشا می‌کرد، تحت بررسی قرار دادند. سپس با استفاده از میکروسکوپ‌های پیشرفته، فعالیت نورون‌های قشر بینایی آن را هنگام دریافت محرک‌های بصری ثبت کردند. سپس بافت مغز را به ۲۵۰۰۰ لایه بسیار نازک برش دادند، از هر لایه عکس گرفتند، و با استفاده از هوش مصنوعی، یک مدل سه‌بعدی از اتصالات عصبی بازسازی کردند.

این کار شگفت‌انگیز ۹ سال زمان برد تا از ابتدا تا انتها تکمیل شود و شامل بیش از ۱۵۰ محقق و ۲۲ موسسه مختلف بود، از جمله نمایندگانی از دانشگاه پرینستون، کالج پزشکی بیلور در تگزاس و موسسه آلن برای علم مغز در سیاتل.

دکتر “کلی رید” محقق ارشد و زیست‌شناس عصبی در موسسه آلن گفت: « در داخل آن ذره ریز یک معماری کامل مانند یک جنگل زیبا وجود دارد. قوانینی در ارتباطات وجود دارد که ما از بخش‌های مختلف علم اعصاب می‌شناختیم. و در درون خود بازسازی می‌توانیم نظریه‌های قدیمی را آزمایش کرده و امیدواریم چیزهایی پیدا کنیم که هیچ‌کس قبلاً ندیده است.»‌

دکتر “نونو دا کاستا” محقق همکار در موسسه آلن گفت: «اگر شما یک رادیو خراب دارید و نمودار مدار آن را داشته باشید، در موقعیت بهتری برای تعمیر آن خواهید بود. ما در حال توصیف نوعی نقشۀ گوگل یا طرح‌واره از این دانه شن هستیم. در آینده می‌توانیم از آن برای مقایسه سیم‌کشی مغز یک موش سالم با سیم‌کشی مغز در یک مدل بیماری استفاده کنیم.»

برخلاف تصور قبلی که نورون‌های مهاری را صرفاً سرکوب‌گر می‌دانستند، مشخص شد که این نورون‌ها در واقع با دقت بالا جریان اطلاعات را هدایت می‌کنند. این یافته‌ها می‌تواند به درک بهتر اختلالات مغزی مانند آلزایمر، پارکینسون و اسکیزوفرنی کمک کند. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Nature منتشر شده است.