Zinātnieki pabeidz otro pilnīgo augļu mušas smadzeņu karti
Pētnieki no Janelia pētniecības centra un Google ir pabeiguši pilnīgu vīrišķā augļu mušas smadzeņu neironu un sinapšu karti, kas papildina agrāk šogad izveidoto mātītes smadzeņu karti. Salīdzinot abas kartes, zinātnieki guvuši jaunas atziņas par dzimumatšķirībām smadzeņu uzbūvē.
Pētnieku komanda no Howard Hughes Medicīnas institūta Janelia pētniecības centra sadarbībā ar Google datorzinātniekiem ir izveidojusi pilnīgu vīrišķā augļu mušas (Drosophila) smadzeņu "konektomu" — karti, kas ietver katru neironu un tā savienojumus. Šis ir jau otrais šāda veida darbs, jo mātītes augļu mušas smadzeņu konektoms tika pabeigts agrāk šogad.
Augļu mušas nervu sistēmā ir aptuveni 150 000 neironu, taču pētnieki jaunajā darbā atklāja vairāk nekā 300 miljonus sinaptisko savienojumu smadzenēs. Lai izveidotu karti, smadzenes tika sadalītas ļoti plānās, vienādos attālumos izvietotās šķēlēs un attēlotas ar elektronu mikroskopiju. Attēlu apstrādei izmantoja mākslīgā intelekta modeļus — vienu, lai savienotu šķēles savā starpā, un citu, lai izsekotu atsevišķām šūnām trīsdimensiju telpā, kā arī atpazītu un klasificētu sinapses. Cilvēku korektori sniedza atgriezenisko saiti, lai pielāgotu modeļu jutīgumu. Viss process no smadzeņu sagatavošanas līdz konektoma pabeigšanai aizņēma aptuveni četrus gadus un iesaistīja apmēram 50 cilvēku komandu.
Dzimumu atšķirības smadzenēs
Salīdzinot vīrišķā un mātītes konektomus, pētnieki identificēja 289 tikai tēviņiem raksturīgus neironus, 71 tikai mātītēm raksturīgu neironu un 138 neironus, kas sastopami abos dzimumos, taču ar atšķirīgu formu un savienojumiem. Lielākā daļa šo atšķirību saistīta ar gēniem "doublesex" un "fruitless", kas ietekmē dzimumam raksturīgu uzvedību, taču ne visos gadījumos saistība bija tieša.
Pētnieki novēroja, ka dzimumam specifiskie neironi galvenokārt darbojas nevis tiešā maņu apstrādē vai kustību kontrolē, bet gan augstāka līmeņa apstrādes un lēmumu pieņemšanas zonās.
Zinātnieki uzskata, ka konektomi paātrinās neirobioloģijas pētījumus, jo pētnieki varēs ātri noskaidrot, kā konkrēti neironi savienoti ar citām smadzeņu struktūrām. Tāpat izstrādātās metodes cerams noderēs sarežģītāku nervu sistēmu, tostarp iespējams arī mugurkaulnieku, kartēšanā nākotnē.
