В области нейробиологии всего за несколько лет технологические достижения привели к беспрецедентному сдвигу в нашем понимании мозга. В 2024 году 287 исследователей из 76 учреждений совместно завершили полное картирование мозга дрозофилы. Этот результат не только был опубликован в журнале Nature, но и предоставил нам новый взгляд на функции мозга.
В этом исследовании исследователи использовали электронную микроскопию и искусственный интеллект для сбора данных и в конечном итоге построили модель с более чем 140 000 нейронами и более чем 50 миллионами синапсов. Дрозофила была выбрана не только из-за ее классического статуса в лаборатории, но и потому, что они обладают относительно простыми нейронными сетями, которые помогают нам понять, как мозг обрабатывает информацию.
Это достижение знаменует собой наше первое полное картирование любого сложного мозга, и в будущем мы сможем более глубоко изучить, как мозг создает новые связи для поддержки различных функций.
Развитие технологии картирования мозга позволяет ученым оценивать различные функции мозга, такие как память, обучение и реакция на лекарства. Однако эти технологии по-прежнему сталкиваются с некоторыми проблемами. Например, во многих исследованиях используются методы, разрешение которых все еще слишком низкое, чтобы уловить сложные микроскопические взаимодействия мозга. В то же время на воспроизводимость результатов исследования также могут влиять небольшие размеры выборки или плохая калибровка оборудования.
Утверждение, что «мозг отвечает за определенную функцию» во многих научных отчетах, часто является спорным с научной точки зрения, поскольку большинство функций задействуют несколько частей мозга.
С конца 1980-х годов нейробиологические исследования постепенно стали склоняться к разработке технологии картирования мозга. Когда стали доступны различные технологии визуализации, исследователи начали интегрировать эти инструменты для получения более полного анализа мозга. С созданием проекта «Человеческий мозг» исследования здоровья и заболеваний мозга вышли на новый этап, помогая нам понять нервную основу таких заболеваний, как шизофрения, аутизм и клиническая депрессия.
В 2021 году исследовательская группа успешно создала полную нейросетевую карту неоновых насекомых для сравнения организмов разных возрастных групп. Это достижение демонстрирует развитие мозга и его связь с поведением, а также показывает, как мозг животных меняется в течение жизни. Последние результаты картирования дрозофил доказывают, что маленькие существа также могут дать нам ценную информацию о сложности мозга.
Ученые стали глубже понимать, как различные нейронные сети формируют наше восприятие и поведение, и будущие исследования могут ответить на многие вопросы, остающиеся без ответа.
Полное картирование мозга дрозофилы не только предоставляет новую исследовательскую платформу для нейробиологического сообщества, но также может дать нам более глубокое понимание режима работы человеческого мозга. Поскольку технологии продолжают развиваться, как наши будущие исследования изменят наше понимание мозга?