Ученые изучили мозг плодовой мушки

В четверг ученые объявили о важной вехе в нейробиологических исследованиях: они создали карту всего мозга взрослой плодовой мушки. Это достижение может дать представление о мозге представителей всего животного мира, включая людей.

Под катом про это интересное исследование!



Исследование детализировало более 50 миллионов связей между более чем 139 000 нейронами — нервными клетками мозга — у насекомого, вида, научное название которого Drosophila melanogaster, и который часто используется в нейробиологических исследованиях. Исследование стремилось расшифровать, как устроен мозг, и сигналы, лежащие в основе здоровых функций мозга. Оно также может проложить путь к картированию мозга других видов.

«Вы можете спросить, почему нас должен волновать мозг плодовой мушки. Мой простой ответ заключается в том, что если мы действительно сможем понять, как функционирует любой мозг, это обязательно расскажет нам что-то обо всех мозгах», — сказал профессор нейробиологии и компьютерных наук Принстонского университета Себастьян Сын, один из соруководителей работы, опубликованной в серии исследований в журнале Nature, открывает новую вкладку.

В то время как некоторым людям больше интересно отбиваться от мух, чем изучать их, некоторые исследователи получили эстетическое удовлетворение, разглядывая мозг плодовой мушки, ширина которого составляет менее 1 мм.

«Это прекрасно», — сказал нейробиолог Кембриджского университета и один из руководителей исследования Грегори Джефферис.

Карта, разработанная исследователями, предоставила схему электрических связей, известную как коннектом, для мозга взрослой плодовой мушки. Аналогичные исследования ранее проводились с более простыми организмами, такими как червь Caenorhabditis elegans и личиночная стадия плодовой мушки. Взрослая плодовая мушка продемонстрировала более сложное поведение для изучения через ее мозговую электропроводку.

«Один из основных вопросов, над которым мы работаем, заключается в том, как нейронные связи в мозге могут определять поведение животных», — говорит нейробиолог из Принстона Мала Мурти, еще один из руководителей исследования.

«И мухи являются важной модельной системой для нейронаук. Их мозг решает многие из тех же задач, что и мы... Они способны к сложному поведению, такому как выполнение ходьбы и полета, обучение и запоминание, навигация, питание и даже социальное взаимодействие, поведение, которое мы изучали в моей лаборатории в Принстоне», - добавил Мурти.

В одном из исследований анализировались мозговые цепи, лежащие в основе ходьбы, и выяснилось, как останавливаются мухи. В другом анализировалась вкусовая сеть мухи и цепи ухода, лежащие в основе поведения, например, когда она использует ногу, чтобы удалить грязь со своих усиков. В другом изучалась зрительная система, включая то, как глаза мухи обрабатывают информацию о движении и цвете. Еще в одном анализировалась связь через мозг, обнаруживая большую совокупность «нейронов-концентраторов», которые могут ускорять поток информации.

Исследователи создали карту, отслеживающую организацию полушарий и поведенческие контуры внутри мозга мухи. Они также определили полный набор классов клеток в ее мозге, указав различные виды нейронов и химических связей — синапсов — между этими нервными клетками, и рассмотрели типы химических веществ, выделяемых нейронами.

Работа проводилась крупным международным коллективом ученых, известным как Консорциум FlyWire.