Создана 3D-карта нейронов головного мозга

Международная группа нейробиологов из Института Аллена, Гарвардской медицинской школы и исследовательской инициативы в области нейроэлектроники NERF опубликовали самую большую из ныне существующих карт нейронных сетей в коре головного мозга, где происходят такие сложные процессы, как обработка памяти. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

По словам ученых, полученный результат представляет собой кульминацию десятилетней исследовательской программы. С помощью современных методов были собраны огромные массивы данных по мозговой активности, которые позволяют найти связь между структурой мозга и ее функциями. Теперь нейробиологи собираются заняться выяснением того, за какие типы обработки сигналов отвечают определенные нейронные схемы.

Ученые уже обнаружили некоторые свидетельства того, что в коре головного мозга нейронные сети обладают модульной структурой. Кроме того, были выявлены закономерности организации связи между нейронами. Опираясь на эти данные, исследователи планируют начать поиск нейронных цепей в коре головного мозга, которые могли бы выполнять различные мозговые функции.

Чтобы создать карту нейронных сетей, ученые начали с картографирования зрительной коры мозга мыши, нейроны которой реагировали на определенные визуальные стимулы, например вертикальные или горизонтальные линии на экране. После этого были сделаны ультратонкие срезы мозга, чтобы получить миллионы изображений нейронов и синапсов, которые затем реконструировали для создания 3D-модели.

Исследования уже дали первые результаты. Например, ученые получили доказательства, что нейроны со схожими функциями будут связаны друг с другом большим числом синапсов, чем нейроны с разными функциями.

Ранее нейрофизиологи из Швейцарии создали компьютерную модель мозга крысы, которая включала в себя 31 тысячу нейронов и 37 миллионов синапсов. Для ее создания был использован один из самых производительных суперкомпьютеров Blue Brain IV.