دانشمندان برای اولین‌بار از کل نورون‌های مغز حیوانی بالغ نقشه‌برداری کردند_تونل زمان

مگس میوه یکی از سودمندترین موجودات مدل در علوم اعصاب است. این موجودات می‌توانند کارهای پیچیده‌ای همانند راه‌رفتن، پرواز، مسیریابی و آوازخواندن (نرها برای ماده‌ها) را انجام بدهند. آن‌ها برای وجود نزدیک به ۱۴۰ هزار نورون درون مغز که توسط بیشتر از ۵۰ میلیون سیناپس به هم متصل می باشند، به این قابلیت‌ها دست اشکار کنند.

کنسرسیوم FlyWire به‌گفتن راهی برای منفعت گیری از تازه ترین فناوری‌ها و گردآوری تخصص ده‌ها آزمایشگاه در سراسر جهان با مقصد تشکیل کانکتوم مغز مگس میوه راه‌اندازی شد. اما ماموریت‌ای که پیش روی آن‌ها قرار داشت، زیاد دشوار و هراس‌آور می بود. درحقیقت، چند سال پیش دستیابی به کانکتوم کامل مگس میوه غیرممکن به‌نظر می‌رسید.

کرم الگانس فقط ۳۰۲ نورون دارد. دانشمندان قبلا مغز لارو مگس میوه را نیز نقشه‌برداری کرده بودند که حاوی نزدیک به ۳ هزار نورون است. اما تعداد نورون‌ها در مگس میوه به نزدیک به ۱۴۰ هزار عدد می‌رسد که یقیناً در قیاس با مغز انسان که فکر می‌بشود بیشتر از ۸۰ میلیارد نورون داشته باشد، ناچیز است.

کانکتوم تازه با ۲۱ میلیون عکس از مغز یک مگس ماده اغاز شد. به پشتیبانی هوش مصنوعی تصاویر در کنار هم قرار داده و بازسازی‌های سه‌بعدی از نورون‌های واحد تشکیل شد. پیش‌نویس اولیه باید به دقت بازبینی می‌شد، به این علت هیئت پژوهشی از پشتیبانی صدها پژوهشگر و دانشمند شهروند از سراسر جهان منفعت گرفتند. مطابق تخمین‌ها، اگر یک نفر به تنهایی این کار را به‌طور همه‌زمان انجام می‌داد، نزدیک به ۳۳ سال زمان می‌برد.

از دیگر داده‌های حاضر نیز منفعت گیری شد تا بتوان همه ۵۰ میلیون سیناپس‌ها را شناسایی و دسته‌بندی کنند. در کانکتوم مگس میوه درمجموع، بیشتر از ۸۴۰۰ نورون وجود دارد که از این بین ۴۵۰۰ نورون قبلا شناسایی نشده می بود.

به پشتیبانی انیمیشن‌های سه‌بعدی تولیدشده در پروژه‌های پژوهشی گوناگون، می‌توانیم نگاهی عمیق به قسمت‌های گوناگون مغز بیندازیم. در اینجا، می‌توانید به دنیای نورون‌های شنوایی مگس سرکه سفر کنید و در اینجا، می‌توانید به اطراف بخشی از قطب‌نمای داخلی مگس سرکه (حلقه EPG) زوم کنید. نورون CT1 یکی از تنها دو نورونی است که هر کدام کل چشم مگس را پوشش خواهند داد و بیشتر از ۱۴۰ هزار سیناپس دارند.

دستاورد تازه‌ی دانشمندان شگفت‌انگیز است، اما اگر چشم به راه دیدن چیزی شبیه برای مغز انسان هستید، به گمان زیادً باید مدتی صبر کنید. مغز کامل یک مگس کمتر از ۱ میلی‌متر عرض دارد؛ درحالی‌که مغز کامل انسان زیاد زیاد پیچیده‌تر است.

پروژه FlyWire نشان داده است که می‌توان رویکرد شبیهی را برای حل چالش‌های بزرگ‌تر گسترش داد.  تیم پژوهشی درنظر دارد در آینده نقشه اتصالات کامل مغز موش را تهیه کند.

کانکتوم مگس میوه با پشتیبانی به پژوهش‌های آینده می‌تواند برای انسان‌ها نیز سودمند باشد. مقدار اشتراک دی‌ان‌ای مگس‌ها و انسان‌ها ۶۰ درصد است و شباهت‌های بسیاری در نحوه کارکرد مغزهای ما وجود دارد. انتشار کردن کانکتوم تازه بر تحقیقات علوم اعصاب در دهه‌های آینده تاثییر چشمگیری خواهد داشت.

کانکتوم مگس میوه با مخزنی از مقالات همراه است. مقاله مهم در نیچر انتشار شده و دیگر مقالات همراه که آن‌ها نیز در همین نشریه انتشار شده‌اند، ازطریق این صفحه در دسترس می باشند.