ADVERTISEMENT

Zahvaljujući mišu koji gleda isječke iz 'Matrixa', naučnici su napravili najveću funkcionalnu mapu mozga do sada - dijagram ožičenja koji povezuje 84.000 neurona dok ispuštaju poruke.

Koristeći komadić mozga tog miša veličine makovog zrna, istraživači su identificirali te neurone i pratili kako komuniciraju putem vlakana nalik granama kroz iznenađujućih 500 miliona spojeva zvanih sinapse.

Ogroman skup podataka, koji je u srijedu objavio časopis Nature, označava korak ka razotkrivanju misterije o tome kako funkcioniše naš mozak.

Podaci, sakupljeni u 3D rekonstrukciji obojenoj da ocrtaju različita moždana kola, otvoreni su za naučnike širom svijeta za dodatna istraživanja – i za one koji su jednostavno znatiželjni da zavire.

"To definitivno izaziva osjećaj strahopoštovanja, baš kao i gledanje slika galaksija", rekao je Forrest Collman sa Allen instituta za nauku o mozgu u Sjedinjenim Državama, jedan od vodećih istraživača projekta, prenosi Euronews.com.

"Stječete osjećaj koliko ste komplikovani. Gledamo jedan mali dio... mišjeg mozga i ljepotu i složenost koju možete vidjeti u ovim stvarnim neuronima i stotinama miliona veza između njih."

Način na koji mislimo, osjećamo, vidimo, razgovaramo i krećemo je zaslužan za neurone, ili nervne ćelije, u mozgu – kako se aktiviraju i šalju poruke jedni drugima.

Naučnici odavno znaju da se signali kreću od jednog neurona duž vlakana zvanih aksoni i dendriti, koristeći sinapse za skok do sljedećeg neurona.

Ali manje je poznato o mrežama neurona koji obavljaju određene zadatke i o tome kako bi poremećaji tog ožičenja mogli igrati ulogu u Alchajmerovoj bolesti, autizmu ili drugim poremećajima.

S novim projektom, globalni tim od više od 150 istraživača mapirao je neuronske veze koje Collman upoređuje sa zamršenim komadima špageta koji vijugaju kroz dio mozga miša koji je odgovoran za vid.

Kako su naučnici mapirali mozak

Prvi korak: pokažite mišu video isječke naučno-fantastičnih filmova, sporta, animacije i prirode.

Tim na Baylor College of Medicine u SAD-u učinio je upravo to, koristeći miša dizajniranog s genom koji čini da njegovi neuroni svijetle kada su aktivni.

Istraživači su koristili mikroskop na laserski pogon da snime kako su pojedinačne ćelije u vizuelnom korteksu životinje osvijetlile dok su obrađivale slike koje su bljeskale.

Zatim su naučnici sa Allen instituta analizirali taj mali komadić moždanog tkiva i snimili skoro 100 miliona slika visoke rezolucije pomoću elektronskog mikroskopa. Zatim su pažljivo ponovo sastavili podatke u 3D.

Konačno, naučnici sa Univerziteta Princeton u SAD-u koristili su umjetnu inteligenciju (AI) kako bi pratili sve te žice i "obojili svaku od pojedinačnih žica u drugu boju kako bismo ih mogli pojedinačno identificirati", rekao je Collman.

Procijenili su da bi mikroskopske žice, ako bi bile postavljene, bile dugačke više od 5 km.

Implikacije na ljudsko zdravlje

Može li ova vrsta mapiranja pomoći naučnicima da na kraju pronađu lijekove za bolesti mozga?

Istraživači to nazivaju temeljnim korakom, poput toga kako je projekat ljudskog genoma koji je omogućio prvo mapiranje gena na kraju doveo do tretmana zasnovanih na genima.

Mapiranje punog mišjeg mozga je sljedeći cilj.

"Tehnologije razvijene u ovom projektu dat će nam prvu priliku da zaista identificiramo neku vrstu abnormalnog obrasca povezanosti koji dovodi do poremećaja", rekao je Sebastian Seung, neuronaučnik i informatičar s Princetona i još jedan od vodećih istraživača projekta.

Rad "označava veliki korak naprijed i nudi neprocjenjiv resurs zajednice za buduća otkrića", napisali su neuronaučnici sa Harvarda Mariela Petkova i Gregor Schuhknecht, koji nisu bili uključeni u projekat.

Ogromni i javno dijeljeni podaci "pomoći će da se razotkriju složene neuronske mreže koje su u osnovi spoznaje i ponašanja", dodali su.