بزرگترین منوی مغز پستانداران هرگز نمی تواند آنچه را که ما را به انسان تبدیل می کند کنار بگذارد

بزرگترین و کامل کارت سه بعدی یک مغز پستاندار تا به امروز ، یک مرور کلی بی سابقه از نحوه اتصال و کار نورونها را ارائه می دهد. کارت جدید ، که یک میلی متر مکعب از قشر بینایی یک موش را ضبط می کند ، به دانشمندان این امکان را می دهد تا عملکرد مغز را با جزئیات خارق العاده مطالعه کنند ، به طور بالقوه اطلاعات مهم را در مورد نحوه شکل گیری رفتار عصبی ، چگونه صفات پیچیده مانند آگاهی رخ می دهد ، و حتی به معنای انسانی است.

عضو تیم توضیح می دهد: “رفتار ما در نهایت ناشی از فعالیت در مغز است و پارچه های مغزی در همه پستانداران خصوصیات بسیار مشابهی دارند.” فارست کالمن در انستیتوی آلن علوم مغز در سیاتل. “این یکی از دلایلی است که ما معتقدیم ایده های مربوط به قشر موش می تواند به انسان تعمیم دهد.”

تحقق – چیزی که زیست شناس فرانسیس کریک گفت که در سال 1979 “غیرممکن” بود – هفت سال طول کشید تا 150 محقق از سه موسسه را تکمیل و درگیر کنید. این کار با تیمی که فعالیت عصبی بخشی از قشر بصری یک موش را ضبط می کرد ، شروع شد که بیشتر از یک دانه ماسه نبود ، زیرا در حال تماشای فیلم ها و کلیپ های YouTube بود.

سپس ، یک گروه دوم همین ناحیه از مغز را جدا کردند و آن را در لایه های 1/400 به عرض یک موهای انسانی تقسیم کردند و از هر برش عکس گرفتند. با توجه به ماهیت ظریف ساختار ، روند برش برای مدت طولانی نمی تواند متوقف شود ، بنابراین این تیم کار چهارم را انجام می دهد. عضو تیم توضیح می دهد: “ما 12 روز و 12 شب را گذراندیم این مکعب را از بافت میلی متر تقریباً در 30،000 لایه جدا کردیم.” نونو دا کاستاهمچنین در موسسه آلن.

از آنجا ، یک تیم سوم از AI برای ترسیم تمام سلول ها و بازسازی هر قطعه در کارت سه بعدی استفاده کرد. کلمن توضیح می دهد: “این مانند این بود که از هوش مصنوعی بخواهیم سخت ترین کتاب رنگ آمیزی در جهان را بسازد.” “شما 100 میلیون تصویر در سه بعد دارید و هر سلول باید با یک مداد متفاوت رنگ شود. هوش مصنوعی باید تصمیم بگیرد که سلول از کجا شروع می شود و بعدی متوقف می شود.”

این داده ها سرانجام با فعالیت عملکردی ثبت شده در آغاز پروژه ترکیب شدند تا آنچه که ماوس به آن نگاه می کند با فعالیت مربوطه در مغز مرتبط باشد. کارت حاصل پیچیدگی شگفت انگیز مغز را نشان می دهد. علیرغم اندازه کم رنگ آن ، حاوی بیش از 200000 سلول با 4 کیلومتر شاخه بین آنها و 523 میلیون سیناپس که به سلولها به هم می پیوندند.

داده ها در مورد نحوه ارتباط نورون ها در حال حاضر دشوار است ، نشان می دهد که آنها نه تنها سلولهای اطراف را هدف قرار می دهند ، بلکه به طور فعال سلولهای دیگر را که به درمان همان محرکهای بینایی اختصاص یافته اند شکار می کنند.

محققان امیدوارند که کارت آنها برخی از شکاف های دانش بین فعالیت عصبی و رفتار را پر کند ، که در نهایت به جدا کردن صفات پیچیده مانند هوش کمک کرده است. می گوید: “این یک اثر انقلابی است که برای جامعه علمی ارزشمند خواهد بود.” ناتالی روچفورت در دانشگاه ادینبورگ ، انگلستان.

فراتر از کاربردهای فوری خود ، دا کاستا می گوید که ما حتی می توانیم تئوری های آگاهی را آزمایش کنیم. “اگر کسی تئوری آگاهی داشته باشد ، می تواند از این داده ها سؤال کند ، که می تواند از نظریه وی پشتیبانی کند یا آن را رد کند.”

این کار بر اساس مطالعه دیگری است که سال گذشته منتشر شده است هر نورون مغز پرواز بزرگسالان را نقشه برداری کرد Rochefort توضیح می دهد – دستیابی به موفقیت که قبلاً در املاک متحول شده است ، توضیح می دهد. به عنوان مثال ، به دانشمندان کمک کرد ریتم های شبانه روزی را که بر همه چیز تأثیر می گذارد بهتر درک کنید از خواب تا متابولیسم.

او می گوید که این کارت جدید بسیار ارزشمند خواهد بود و به محققان این امکان را می دهد تا بین آن و سایر کارتهای گونه های مختلف مقایسه کنند تا بررسی کنند که کدام سلول ، اصول سیم کشی و خصوصیات عملکردی مخصوص یک گونه است یا از طریق چندین مورد از آنها نگهداری می شود ، “در نهایت آنچه ما را انسان می کند”.

این پروژه در یک سری منتشر شده است هشت مقاله در مجلات طبیعتبشر

سوژه ها: