В Китае создали крупнейшую цифровую модель мышиного мозга из 6 357 нейронов

Китайская академия наук сообщила о создании крупнейшей цифровой реконструкции мышиного мозга. Модель состоит из более чем 6 тыс. отдельных нейронов префронтальной коры и их проекций (аксонов и дендритов). Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

С использованием технологии оптической визуализации исследователи из Центра передового опыта в области наук о мозге и интеллектуальных технологий (CEBSIT) отсканировали 161 мышиный мозг. Ученые идентифицировали 6 357 отдельных нейронов префронтальной коры головного мозга этих млекопитающих и определили их морфологию (строение и форму). Авторы работы выявили 64 подтипа нейронов на основе сходства строения их аксонов.

Исследователи изучили пространственное распределение отдельных подтипов нейронов в различных областях префронтальной коры и слоях головного мозга. Полученные данные были визуализированы на карте. Ученые проанализировали сеть соединений внутри префронтальной коры и воссоздали ее в виде трехмерной модели с высоким разрешением.

Компьютерная модель опубликована в открытом доступе по ссылке.

Пример визуализации отростков двух отдельных нейронов. Источник: CEBSIT

Как отмечают ученые, реконструкция сети аксонов головного мозга на уровне отдельных клеток является крайне сложной задачей, которая требует последовательного создания высококачественных трехмерных снимков отдельных нейронов. Каждый такой снимок весит несколько ТБ. Это крайне трудоемкий и сложный процесс, который занимает огромное количество времени.

Для решения этой задачи исследователи разработали программу Fast Neurite Tracer (FNT), которая в полуавтоматическом режиме осуществляет сканирование отростков отдельных нейронов на основе анализа данных лазерной микроскопии.

Пример визуализации отростков пяти отдельных нейронов. Источник: CEBSIT

Информационное взаимодействие между отдельными областями коры головного мозга обеспечивается при помощи аксонов — длинных отростков нейронов. Как отмечают исследователи, нейроны разных подтипов, как правило, участвуют в различных функциях мозга. Поэтому для понимания принципов работы мозга важное значение имеет изучение различных подтипов нейронов и их внутренних связей.

Ученые подчеркивают, что префронтальная кора — это центр, ответственный за высшие когнитивные функции мозга, в том числе процессы принятия решений, рабочую память и внимание. Нарушения в работе этой области могут вызвать различные нервно-психические заболевания. Аксоны тянутся от нейронов префронтальной коры почти во все остальные области мозга, в том числе в другие участки коры, полосатое тело, таламус, средний и задний мозг.


Читать далее:

Внутри Земли есть еще «планета»: как она спасла зарождающуюся жизнь

Найден самый приятный запах, который нравится всем людям

Стекло — это новый пластик: его можно перерабатывать бесконечно без потери свойств

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука
Астрофизики разгадали тайну космических ускорителей частиц
Космос
Илон Маск: Neuralink поставил мозговой имплант третьему пациенту
Новости
В Китае дроны вызвали снегопад в горах, чтобы решить проблему с недостатком воды
Новости
«Сестра Клеопатры» оказалась римским больным подростком
Наука