Poate că o muscă nu este cel mai inteligent organism, dar oamenii de știință pot învăța multe de la creierul său. Cercetătorii speră să reușească acest lucru, acum că dispun de o nouă hartă, cea mai detaliată analiză a creierului unui animal adult realizată vreodată, potrivit revistei Nature.
› Vezi galeria foto ‹
Schema electrică, sau „connectome”, include aproape 140.000 de neuroni și surprinde mai mult de 54,5 milioane de sinapse, care sunt conexiunile dintre celulele nervoase.
Un specialist de top în domeniul creierului, independent de noua cercetare, a descris descoperirea drept un „salt uriaș” în înțelegerea propriului nostru creier.
Unul dintre conducătorii cercetării a declarat că aceasta va arunca o lumină nouă asupra „mecanismului gândirii”.
Dr. Gregory Jefferis, de la Medical Research Council's Laboratory of Molecular Biology (LMB) din Cambridge, a declarat pentru BBC News că în prezent nu avem nicio idee despre modul în care rețeaua de celule cerebrale din fiecare dintre capetele noastre ne permite să interacționăm între noi și cu lumea din jurul nostru.
„Care sunt conexiunile? Cum circulă semnalele prin sistemul care ne poate permite să procesăm informațiile pentru a vă recunoaște fața, care vă permite să îmi auziți vocea și să transformați aceste cuvinte în semnale electrice? Cartografierea creierului de muscă este cu adevărat remarcabilă și ne va ajuta să înțelegem cu adevărat cum funcționează propriul nostru creier.”, spune acesta.
Oamenii au de un milion de ori mai mulți neuroni decât musca studiată
Noi avem de un milion de ori mai multe celule cerebrale, sau neuroni, decât musca de fructe care a fost studiată. Așadar, cum poate schema electrică a creierului unei insecte să-i ajute pe oamenii de știință să afle cum gândim noi?
Imaginile produse de oamenii de știință arată o încâlceală de cabluri pe cât de frumoasă, pe atât de complexă.
Forma și structura sa reprezintă cheia pentru explicarea modului în care un organ atât de mic poate îndeplini atât de multe sarcini computaționale puternice. Dezvoltarea unui computer de mărimea unei semințe de mac, capabil să îndeplinească toate aceste sarcini, depășește cu mult capacitatea științei moderne.
Citește și
Dr. Mala Murthy, un alt co-lider al proiectului, de la Universitatea Princeton, a declarat că noua schemă electrică, cunoscută sub denumirea științifică de connectom, ar fi „transformatoare pentru neuroștiințe”.
„Va ajuta cercetătorii care încearcă să înțeleagă mai bine cum funcționează un creier sănătos. În viitor, sperăm că va fi posibil să comparăm ce se întâmplă atunci când lucrurile merg prost în creierele noastre.”
„Este o performanță tehnică uimitoare”
Acesta este un punct de vedere susținut de Dr. Lucia Prieto Godino, un lider de grup în cercetarea creierului la Institutul Francis Crick din Londra, care este independent de echipa de cercetare.
„Cercetătorii au finalizat conectomii unui simplu vierme care are 300 de fire și ai unui vierme care are trei mii, dar a avea un connectom complet al unui lucru cu 130.000 de fire este o performanță tehnică uimitoare care deschide calea pentru găsirea connectomilor pentru creiere mai mari, cum ar fi șoarecele și poate, în câteva decenii, al nostru.”
Cercetătorii au reușit să identifice circuite separate pentru multe funcții individuale și să arate cum sunt acestea conectate.
Firele implicate în mișcare, de exemplu, se află la baza creierului, în timp ce cele pentru procesarea vederii se află în lateral. Există mult mai mulți neuroni implicați în aceasta din urmă, deoarece vederea necesită mult mai multă putere de calcul.
Citește și
Deși oamenii de știință știau deja despre circuitele separate, nu știau cum sunt conectate între ele.
Harta în sine era lipsită de sens dacă nu exista o descriere a ceea ce trebuia să facă fiecare fir, potrivit doctorului Philipp Schlegel, care face parte și din Laboratorul de Biologie Moleculară al Consiliului de Cercetare Medicală.
„Aceste date sunt un pic ca Google Maps, dar pentru creiere: diagrama brută a cablajelor dintre neuroni este ca și cum ai ști ce structuri corespund străzilor și clădirilor. A descrie neuronii este ca și cum ai adăuga pe hartă numele străzilor și orașelor, orele de deschidere ale întreprinderilor, numerele de telefon, recenziile etc.. Ai nevoie de ambele pentru ca aceasta să fie cu adevărat utilă.”, spune acesta.
Dr. Schlegel crede că lumea neuroștiințelor va asista la „o avalanșă de descoperiri în următorii doi ani” datorită acestei noi hărți.
Creierul uman este mult mai mare decât cel al unei muște, iar noi nu dispunem încă de tehnologia necesară pentru a capta toate informațiile despre cablajul său. Dar cercetătorii cred că poate în 30 de ani va fi posibil să avem un connectome uman. Creierul de muscă, spun ei, este un început al unei noi înțelegeri, mai profunde, a modului în care funcționează propriile noastre minți.
Cercetarea a fost realizată de o mare colaborare internațională de oameni de știință, numită Consorțiul FlyWire.
