Ученые из Google и исследовательского кампуса Janelia в Вирджинии (США) представили самую подробную карту связей мозга мухи. 3D-модель отражает 20 млн синапсов, соединяющих около 25 тыс. нейронов.
Первым шагом в создании карты было разделение участков мозга на области, толщиной в 20 микрон, что составляет примерно треть от ширины человеческого волоса. Эти кусочки мозга затем изображаются во время обработки потоками электронов из сканирующего электронного микроскопа. Полученные данные содержат около 50 трлн трехмерных пикселей, которые обрабатываются с использованием алгоритма.
«Это реконструкция, несомненно, является техническим чудом», — заявил изданию The Verge Марк Хамфрис, нейробиолог из Университета Ноттингема. По его словам, это не просто красивая картинка, но и ресурс, который ученые могут использовать для своих исследований.
Несмотря на алгоритмы Google, для проверки работы программы потребовалось значительное количество человеческого труда. Компания отмечает, что ученые из Janelia «вычистили» 3D-карту, проверяя маршрут каждого из 20 млн синапсов с помощью гарнитур виртуальной реальности и пользовательского программного обеспечения для 3D-редактирования. На это потребовалось два года и сотни тысяч часов работы.
Даже эта подробная карта покрывает только часть функционала мозга мухи. При этом в общей сложности мозг мухи содержит 100 тыс. нейронов, в то время как человеческий мозг насчитывает около 86 млрд.
По словам Джошуа Фогельштейна, биомедицинского инженера и соучредителя проекта Open Connectome, эта работа будет первой в этом ряду и, возможно, исследователи смогут похожим образом визуализировать и части мозга человека. По его мнению, такой проект может появиться в течение 5-7 лет.