Масштаб проекта: 124 миллиона связей
Команда под руководством профессора Грегори Джеффериса (Кембриджский университет, Лаборатория молекулярной биологии MRC) завершила создание детальной карты мозга самца плодовой мушки (Drosophila melanogaster). Для этого мозг был разрезан на 66 частей, каждая из которых была отсканирована с высочайшим разрешением. В результате ученые получили трехмерную карту, включающую все 124 миллиона синаптических соединений между нервными клетками. Это стало возможным благодаря сравнительному анализу с картой мозга самки, созданной два года назад той же группой.
Ключевые находки: 5% различий меняют всё
Несмотря на то, что 95% нейронов у самцов и самок идентичны, оставшиеся 5% определяют кардинально разные поведенческие паттерны. Исследователи выделили три конкретных нейронных цепи, ответственных за специфическое для самцов поведение:
- Визуальное отслеживание: дополнительные элементы в зрительных цепях позволяют самцу эффективно преследовать движущуюся самку.
- Агрессия: значительно большее количество нейронных связей отвечает за распознавание противника и драки, что объясняет более частые конфликты между самцами.
- Брачная песнь: уникальная цепь нейронов, отсутствующая у самок, управляет вибрацией крыльев для создания специфического звука, необходимого для ухаживания.
Связь с генами и человеческими заболеваниями
Все три выявленных различия контролируются двумя ключевыми генами. До сих пор ученые знали о влиянии этих генов на поведение, но не видели физического механизма — нейронной проводки. Теперь эта «черная коробка» открыта. По словам авторов, понимание того, как гены формируют синапсы, критически важно для изучения сложных состояний у человека, таких как аутизм и шизофрения, где генетические факторы также играют роль в формировании нейронных сетей.
Применение в AI и биологии
Результаты опубликованы в журнале Cell. Профессор Джефферис сравнивает этот прорыв с изобретением мощного телескопа: мы теперь видим структуру мозга с беспрецедентной детализацией. Эти данные могут быть использованы для улучшения искусственного интеллекта. Уже сейчас исследователи из Google Research и HHMI Janelia тестируют модели мозга мухи в качестве основы для нейронных сетей, пытаясь перенять биологическую эффективность обработки информации.
Источник: Habr ↗