Butuh 12 tahun untuk membuat bagian dari peta otak Drosophila, upaya 250 orang dan $ 40 juta



Drosophila, atau lalat buah, adalah bahan penelitian yang sangat baik. Hanya karena mereka berkembang biak dengan sangat cepat, memberikan keturunan, dan perubahan evolusioner dapat dilacak selama berminggu-minggu, bukan berbulan-bulan atau bertahun-tahun.

Lalat-lalat ini berguna bagi para ilmuwan yang mempelajari otak . Karena ganglion serangga ini kecil, maka Anda dapat memindai tanpa masalah. Suatu hari, para ilmuwan dari Janelia Research Campus menerbitkan hasil kerja 12 tahun mereka - peta otak Drosophila, yang paling detail saat ini.

Janelia Research Campus adalah bagian dari Howard Hughes Medical Institute. Tim universitas menghabiskan 12 tahun dan $ 40 juta untuk memetakan otak lalat kecil. Ini adalah 25 ribu neuron dan sekitar 20 juta koneksi di antara mereka. Dan bahkan ini bukan seluruh otak, tetapi hanya sepertiga dari itu, meskipun yang paling penting. Ini menampung berbagai organoid yang bertanggung jawab untuk memori, navigasi, dan pembelajaran.



Menurut para peneliti, koneksi otak (ini adalah peta organ dengan semua koneksi di antara mereka) akan menjadi salah satu sumber daya dasar bagi ahli bedah saraf dan ilmuwan yang mempelajari sistem saraf serangga dan makhluk hidup lainnya. Menguraikan otak lalat kecil memungkinkan Anda untuk menilai kerja masing-masing organoid, bagaimana koneksi dibuat dan bagaimana otak bekerja secara umum.

Dari yang sederhana hingga yang rumit - beginilah cara para ilmuwan bertindak sekarang. Teknologi modern masih tidak memungkinkan untuk menciptakan segala jenis koneksi terperinci dari otak manusia, oleh karena itu, otak makhluk yang jauh lebih sederhana sedang dipelajari. Ngomong-ngomong, organisme hidup pertama yang otaknya "diuraikan" adalah nematoda. Node sarafnya hanya terdiri dari 302 neuron dengan 7 ribu koneksi di antaranya. Bahkan ini adalah pekerjaan yang sangat sulit untuk tahun 1986.

Lambat laun, para ahli menerima semakin banyak informasi tentang kerja otak hewan dan manusia. Tapi salah satu tugas terpenting adalah membuat koneksi. Ini sama pentingnya dengan decoding DNA. Membuat koneksi memungkinkan untuk melacak interaksi masing-masing organel dan sel.

Pada tahun 2004, sebuah teknik dikembangkan untuk menganalisis gambar neuron yang diperoleh dengan mikroskop elektron. Ini adalah pencapaian besar, yang terkadang mempercepat "dekripsi" otak. Tetapi bahkan dalam kasus ini, otak Drosophila menuntut kekuatan 250 orang - yaitu berapa banyak ilmuwan yang mengerjakan proyek ini selama 12 tahun.



Selama ini tekniknya ditingkatkan dan diselesaikan. Hasilnya, ternyata gambar yang diperoleh oleh mikroskop elektron diubah menjadi peta tiga dimensi otak. Otak Drosophila harus dipotong menjadi pelat tipis setebal 20 nm untuk mendapatkan gambar neuron. Itu mereka yang difoto.

Setelah munculnya jaringan saraf, para ilmuwan menggunakannya untuk menyusun peta tiga dimensi area otak dengan melacak koneksi antara sel-sel individual. Tetapi komputer tidak dapat melakukan semua pekerjaan yang diperlukan - para ilmuwan perlu dilibatkan di sini, baik untuk memeriksa pengoperasian mesin dan untuk melakukan tugas-tugas "manual", yang belum dapat ditangani oleh komputer.


Para ilmuwan dibantu oleh pengembang dari Google, yang menciptakan sistem analisis yang diperlukan untuk spesialis. Hasil akhirnya sangat tebal - array data "beratnya" sekitar 100 gigabyte.

Sarjana lain yang terhubung dengan Google berkolaborasi dengan Google. Misalnya, sebagai bagian dari proyek studi otak burung penyanyi. Otak burung itu sendiri sangat kompleks, jadi dalam waktu dekat, koneksinya tidak mungkin muncul. Para ilmuwan mempelajari aspek-aspek tertentu dari area kerja dan otak - misalnya, mereka yang bertanggung jawab untuk menghafal lagu. Selain itu, bagian milimeter kubik otak tikus sebelumnya dianalisis.

Adapun para spesialis yang membuat konekomi otak Drosophila, mereka terus bekerja. Tujuan mereka adalah untuk menyusun koneksi otak lengkap lalat buah - baik jantan maupun betina. Anggaran $ 5 juta telah dialokasikan untuk ini.

Jika Anda menguraikan otak tikus, maka, menurut para ilmuwan, itu akan membutuhkan lebih dari setengah miliar dolar AS dan bahkan lebih banyak waktu.


Source: https://habr.com/ru/post/id485556/


All Articles