Chiny stworzyły największy cyfrowy model mózgu myszy z 6357 neuronami

Wykorzystując technologię obrazowania optycznego, naukowcy z Centrum Doskonałości w

nauki o mózgu i inteligentne technologie(CEBSIT) przeskanował mózgi 161 myszy. Naukowcy zidentyfikowali 6357 pojedynczych neuronów w korze przedczołowej tych ssaków i określili ich morfologię (strukturę i kształt). Autorzy pracy zidentyfikowali 64 podtypy neuronów na podstawie podobieństwa budowy ich aksonów.

Naukowcy badali przestrzeńrozmieszczenie poszczególnych podtypów neuronów w różnych obszarach kory przedczołowej i warstw mózgu. Uzyskane dane zwizualizowano na mapie. Naukowcy przeanalizowali sieć połączeń w korze przedczołowej i zrekonstruowali ją jako model 3D o wysokiej rozdzielczości.

Model komputera jest opublikowany w domenie publicznej pod linkiem.

Przykład wizualizacji procesów dwóch oddzielnych neuronów. Źródło: CEBSIT

Jak zauważają naukowcy, rekonstrukcja sieci aksonówMózg na poziomie pojedynczych komórek to niezwykle złożone zadanie, które wymaga konsekwentnego tworzenia wysokiej jakości trójwymiarowych obrazów poszczególnych neuronów. Każda taka migawka waży kilka TB. Jest to niezwykle pracochłonny i złożony proces, który zajmuje ogromną ilość czasu.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy opracowaliprogram Fast Neurite Tracer (FNT), który półautomatycznie skanuje procesy poszczególnych neuronów na podstawie analizy danych z mikroskopii laserowej.

Przykład wizualizacji procesów pięciu pojedynczych neuronów. Źródło: CEBSIT

Interakcja informacyjna między jednostkamiobszary kory mózgowej są zapewnione za pomocą aksonów - długich procesów neuronów. Jak zauważają naukowcy, neurony różnych podtypów mają tendencję do angażowania się w różne funkcje mózgu. Dlatego, aby zrozumieć zasady działania mózgu, ważne jest zbadanie różnych podtypów neuronów i ich połączeń wewnętrznych.

Naukowcy podkreślają, że kora przedczołowa jestjest ośrodkiem odpowiedzialnym za wyższe funkcje poznawcze mózgu, w tym procesy decyzyjne, pamięć roboczą i uwagę. Naruszenia w tym zakresie mogą powodować różne choroby neuropsychiatryczne. Aksony rozciągają się od neuronów w korze przedczołowej do prawie każdego innego obszaru mózgu, w tym do innych obszarów kory mózgowej, prążkowia, wzgórza, śródmózgowia i tyłomózgowia.

Czytaj więcej:

Wewnątrz Ziemi jest inna „planeta”: jak uratowała rodzące się życie

Znalazłem najprzyjemniejszy zapach, który każdy lubi

Szkło to nowy plastik: można je poddawać recyklingowi w nieskończoność bez utraty właściwości