Foram necessários 12 anos para criar uma seção do mapa cerebral de Drosophila, os esforços de 250 pessoas e US $ 40 milhões

Drosophila, ou moscas da fruta, são excelentes materiais de pesquisa. Só porque eles se reproduzem muito rapidamente, gerando filhos, e as mudanças evolutivas podem ser rastreadas por semanas, não meses ou anos.

Essas moscas foram úteis para os cientistas que estudam o cérebro . Como o gânglio desses insetos é pequeno, você pode digitalizá-lo sem problemas. Outro dia, cientistas do Janelia Research Campus publicaram o resultado de seus 12 anos de trabalho - um mapa cerebral de Drosophila, o mais detalhado no momento.

O Janelia Research Campus faz parte do Howard Hughes Medical Institute. A equipe da universidade gastou 12 anos e US $ 40 milhões para mapear o cérebro de uma pequena mosca. São 25 mil neurônios e cerca de 20 milhões de conexões entre eles. E mesmo este não é o cérebro inteiro, mas apenas um terço, embora o mais importante. Abriga os vários organoides responsáveis ​​pela memória, navegação e aprendizado.



Segundo os pesquisadores, uma conexão cerebral (este é o mapa de um órgão com todas as conexões entre eles) se tornará um dos recursos básicos para neurocirurgiões e cientistas que estudam o sistema nervoso de insetos e outros seres vivos. Decifrar o cérebro de uma mosca pequena permite que você julgue o trabalho de organoides individuais, como as conexões são feitas e como o cérebro funciona em geral.

Do simples ao complexo - é assim que os cientistas estão agindo agora. As tecnologias modernas ainda não permitem criar nenhum tipo de conexão detalhada do cérebro humano; portanto, o cérebro de criaturas muito mais simples está sendo estudado. A propósito, o primeiro organismo vivo cujo cérebro foi "decifrado" foi um nemátodo. Seu nó nervoso consiste em apenas 302 neurônios com 7 mil conexões entre eles. Mesmo este foi um trabalho extremamente difícil para 1986.

Gradualmente, os especialistas recebem cada vez mais informações sobre o trabalho do cérebro de animais e seres humanos. Mas uma das tarefas mais importantes é fazer uma conexão. Isso é tão importante quanto decodificar o DNA. O estabelecimento de uma conexão torna possível rastrear a interação de organelas e células individuais.

Em 2004, uma técnica foi desenvolvida para analisar imagens de neurônios obtidas por um microscópio eletrônico. Essa foi uma conquista importante, que às vezes acelerava a "descriptografia" do cérebro. Mas mesmo neste caso, o cérebro de Drosophila exigia a força de 250 pessoas - assim como muitos cientistas trabalharam nesse projeto por 12 anos.



Todo esse tempo a técnica foi aprimorada e finalizada. Como resultado, as imagens obtidas pelo microscópio eletrônico foram convertidas em um mapa tridimensional do cérebro. O cérebro de Drosophila teve que ser cortado em placas finas com 20 nm de espessura para obter imagens de neurônios. Foram eles que foram fotografados.

Após o surgimento de redes neurais, os cientistas as usaram para compilar mapas tridimensionais de áreas do cérebro com rastreamento de conexões entre células individuais. Mas o computador não pode fazer todo o trabalho necessário - os cientistas precisam estar envolvidos aqui, tanto para verificar o funcionamento da máquina quanto para executar tarefas "manuais", que o computador ainda não é capaz de executar.


Os cientistas foram ajudados por desenvolvedores do Google, que criaram os sistemas de análise necessários para especialistas. O resultado final foi extremamente volumoso - o conjunto de dados "pesa" cerca de 100 gigabytes.

Outros estudiosos que se conectam ao Google estão colaborando com o Google. Por exemplo, como parte de um projeto de estudo do cérebro de pássaros canoros. Os cérebros dos pássaros são muito complexos, portanto, em um futuro próximo, é improvável que as conexões surjam. Os cientistas estudam certos aspectos das áreas do trabalho e do cérebro - por exemplo, os responsáveis ​​por memorizar as músicas. Além disso, uma seção milimétrica cúbica do cérebro do rato foi previamente analisada.

Quanto aos especialistas que compõem a conectomia cerebral de Drosophila, eles continuam trabalhando. O objetivo deles é compilar uma conexão cerebral completa da mosca da fruta - masculina e feminina. Um orçamento de US $ 5 milhões foi alocado para isso.

Se você decifrar o cérebro do rato, segundo os cientistas, levará mais de meio bilhão de dólares e ainda mais tempo.