Нейроны всего мозга, соединяйтесь: ученые составили полный коннектом мозга дрозофилы!

Коннектом — схема всех синаптических связей нейронов. Составить его трудно. Известно всего 3 полных коннектома: нематоды, личинки асцидии и кольчеца, а про позвоночных и говорить нечего. Но ситуация меняется: в марте 2023 г. в Science представили коннектом мозга личинки плодовой мушки из 3 тыс. клеток и 550 тыс. синапсов, а в июне вышла статья с картой брюшной нервной цепочки.

Дрозофила — важный модельный объект. Ей характерны обучение, память, сложное социальное и половое поведение, хотя по размеру мозг сопоставим с одним нашим нейроном! В июле консорциум FlyWire, включающий сотни вычислительных и нейробиологов, опубликовал первый и самый большой на сейчас коннектом мозга взрослой самки мушки. Это 150 тыс. нейронов и более 50 млн. синапсов. Для сравнения: 40 лет назад замучались с коннектомом C. elegans всего из 302 клеток!

Как это делали? С помощью компьютерного зрения ученые по электронным микрофотографиям срезов мозга восстанавливали его структуру и получали 3D-изображение — по сути гигантский граф! Далее нужно было откорректировать реконструкцию синаптических связей, созданную искусственным интеллектом, и аннотировать нейроны. Вручную! Тут помогла гражданская наука. В основе технологии FlyWire лежит CAVE — пакет в Python, который позволяет вести совместное редактирование в веб-приложении в реальном времени, сохранять историю пруфридинга и пометки. Специалисты по всему миру делали вычитку, на что ушло 30 человеко-лет! Зато теперь любой мушиный биолог может зайти на веб-ресурс и посмотреть нейронные связи, узнать типы клеток и даже предполагаемые медиаторы в синапсах. Уже 50 лабораторий используют данные FlyWire.

Но разве это полезно для человека? Оказывается, 65% генов, связанных с болезнями, имеют гомологов у мушки и, внося в них мутации, можно моделировать патологии. Также отработанные на насекомом техники позволят приняться за карту нашего мозга (86 млрд нейронов). Вот что ИИ и краудсорсинг творят в нейросайнс!

Источник: vk.com

Комментарии: