Zahvaljujoč miški, ki je gledala posnetke iz filma Matrice, so znanstveniki ustvarili najbolj podroben funkcionalni zemljevid možganov doslej – diagram povezav 84.000 nevronov med izmenjavo signalov.
Ekipa raziskovalcev, ki stoji za tem projektom, je povedala, da je zemljevid nevronskih povezav tako zapleten, da spominja na fotografijo galaksije.
V koščku mišjih možganov, ki ni večji od makovega zrna, so znanstveniki spremljali medsebojno komunikacijo nevronov prek kar 500 milijonov sinaps.
Ta ogromen nabor podatkov, objavljen v reviji Nature, predstavlja pomemben korak k razkritju skrivnosti delovanja človeških možganov.
Podatki so predstavljeni v tridimenzionalni rekonstrukciji, z barvami, ki označujejo različne nevronske mreže, in so odprti za raziskovalce po vsem svetu, pa tudi za radovedneže, ki želijo pokukati v to znanstveno galaksijo.
"To je res osupljivo, tako kot ko gledate fotografije galaksij. Gledamo samo en majhen del mišjih možganov in kompleksnost in lepota na stotine milijonov povezav med nevroni je neverjetna," je dejal Forrest Collman z Allen Institute for Brain Science, eden od vodilnih raziskovalcev projekta.
How does the brain work?
— Allen Institute (@AllenInstitute) April 9, 2025
Scientists are closer to the answer with the largest wiring diagram and functional map of a mammalian brain to date. 🧵 pic.twitter.com/7wXTY8jH3g
Kako delujejo misli in čutila?
Kako delujejo misli, občutki, gibi in čutila – vse to je odvisno od tega, kako živčne celice, nevroni, komunicirajo med seboj.
Signali potujejo vzdolž delov nevronov, imenovanih aksoni in dendriti, sinapse pa omogočajo prenos sporočil iz enega nevrona v drugega.
Vendar pa znanost še vedno ne ve dovolj o zapletenih mrežah nevronov, ki opravljajo določene naloge, niti o tem, kako so lahko njihove motnje povezane z motnjami, kot so Alzheimerjeva bolezen, avtizem in druge nevrološke bolezni.
V tej novi študiji je več kot 150 znanstvenikov z vsega sveta preslikalo nevronske povezave v delu mišjih možganov, ki je odgovoren za vid, kar Collman primerja s 'klopčiči špagetov, ki se vijejo skozi možgansko tkivo'.
Kako je nastal zemljevid?
Prvi korak je bil zadostna stimulacija mišjih možganov – pomagali so jim posnetki iz znanstvenofantastičnih filmov, športnih dogodkov, animacij in posnetki narave, piše Euronews.
Ekipa z Baylor College of Medicine v ZDA je uporabila gensko spremenjeno miško, katere nevroni svetijo, ko so aktivni. Nato so z laserskim mikroskopom posneli, kako se celice v vidni skorji aktivirajo med obdelavo prikazanih slik.
Nato so raziskovalci z inštituta Allen obdelali delček možganskega tkiva – ga razrezali na več kot 25.000 plasti in z elektronskim mikroskopom posneli skoraj 100 milijonov fotografij visoke ločljivosti. Vse skupaj so skrbno sestavili v tridimenzionalni model.
Nazadnje je ekipa z Univerze Princeton uporabila umetno inteligenco (AI), da bi sledila vsem tem povezavam in jih barvno kodirala, da bi jih bilo mogoče razlikovati.
Ocenjuje se, da bi bile te mikroskopske povezave dolge več kot pet kilometrov, če bi jih lahko odvili.
Kaj to pomeni za medicino?
Bi lahko takšne preslikave pomagale pri zdravljenju možganskih bolezni?
Znanstveniki pravijo, da gre gotovo za prelomen in temeljni korak – podobno kot je projekt človeškega genoma odprl vrata genskim terapijam. Naslednji cilj je preslikati celotne mišje možgane.
"Tehnologije, razvite v tem projektu, nam bodo dale prvo pravo priložnost za prepoznavanje nenormalnih povezovalnih vzorcev, ki povzročajo določene motnje," je dejal Sebastian Seung, nevroznanstvenik in računalničar na Princetonu.
Raziskovalca z univerze Harvard Mariela Petkova in Gregor Schürchnecht, ki nista bila del ekipe, sta ocenila, da je to 'velik korak naprej' in 'neprecenljiv vir za prihodnja odkritja'.
"Skupni podatki iz tega projekta bodo pomagali odkriti kompleksne nevronske mreže za človeško zavestjo, vedenjem in zaznavanjem," so zaključili.
- Preberite si tudi: Nevroplastičnost možganov: čudež, na katerega gre računati