Alfavita Newsroom Ερευνητές ολοκλήρωσαν τον πιο προηγμένο εγκεφαλικό χάρτη μέχρι σήμερα, αυτόν ενός εντόμου, που αποτελεί ορόσημο στη νευροεπιστήμη καθώς οδηγεί πιο κοντά στην κατανόηση του μηχανισμού της σκέψης.
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών από τα ΠανεπιστήμιαJohns Hopkins και Κέμπριτζ δημιούργησαν ένα εκπληκτικά λεπτομερές διάγραμμα που εντοπίζει κάθε νευρική σύνδεση στον εγκέφαλο της προνύμφης μιας φρουτόμυγας, η οποία αποτελεί ένα αρχέτυπο επιστημονικό μοντέλο με εγκέφαλο συγκρίσιμο με των ανθρώπων.
Η εργασία, που πιθανόν να στηρίξει τη μελλοντική έρευνα του εγκεφάλου και να εμπνεύσει νέες αρχιτεκτονικές μηχανικής μάθησης, εμφανίστηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science.
«Αν θέλουμε να καταλάβουμε ποιοι είμαστε και πώς σκεφτόμαστε, χρειάζεται να κατανοήσουμε τον μηχανισμό της σκέψης. Και το κλειδί για αυτό είναι να γνωρίζουμε το πώς συνδέονται οι νευρώνες μεταξύ τους», σχολιάζειστο Scienceο ανώτερος συγγραφέας Joshua T. Vogelstein, βιοϊατρικός μηχανικός του Johns Hopkins που ειδικεύεται σε έργα που βασίζονται σε δεδομένα, συμπεριλαμβανομένης της μελέτης των συνδέσεων του νευρικού συστήματος, γνωστή με τον όρο “connectomics”.
Οι ερευνητές του Κέιμπριτζ δημιούργησαν τις εικόνες υψηλής ανάλυσης του εγκεφάλου και τις μελέτησαν χειροκίνητα για να βρουν μεμονωμένους νευρώνες, εντοπίζοντας αυστηρά για τον καθένα τις συναπτικές τους συνδέσεις. Το Κέιμπριτζ παρέδωσε τα δεδομένα στον Johns Hopkins, όπου η ομάδα πέρασε περισσότερα από τρία χρόνια χρησιμοποιώντας τον αρχικό κώδικα που δημιούργησε για να αναλύσει τη συνδεσιμότητα του εγκεφάλου. Η ομάδα του Johns Hopkins ανέπτυξε τεχνικές για την εύρεση ομάδων νευρώνων με βάση κοινά μοτίβα συνδεσιμότητας και στη συνέχεια ανέλυσε το πώς θα μπορούσαν να διαδοθούν πληροφορίες μέσω του εγκεφάλου.
Στο τέλος, η πλήρης ομάδα χαρτογράφησε κάθε νευρώνα και κάθε σύνδεση, και κατηγοριοποίησε κάθε νευρώνα με βάση τον ρόλο του στον εγκέφαλο. Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα πιο πολυσύχναστα κυκλώματα του εγκεφάλου ήταν αυτά που οδηγούσαν από και προς τους νευρώνες του κέντρου εκμάθησης, ενώ ταξινόμησε 93 διαφορετικούς τύπους νευρώνων, οι οποίοι διαφέρουν ως προς το σχήμα, την προτεινόμενη λειτουργία και τον τρόπο που συνδέονται με άλλους νευρώνες.
Οι μέθοδοι που αναπτύχθηκαν στο Johns Hopkins είναι εφαρμόσιμες σε οποιοδήποτε μελέτη συνδεσιμότητας εγκεφάλου και ο κώδικάς τους είναι διαθέσιμος σε όποιον επιθυμεί να χαρτογραφήσει έναν ακόμη μεγαλύτερο εγκέφαλο πειραματόζωου, είπε ο Vogelstein, προσθέτοντας ότι παρά τις προκλήσεις, οι επιστήμονες αναμένεται να ασχοληθούν με το ποντίκι, πιθανώς εντός της επόμενης δεκαετίας. Άλλες ομάδες εργάζονται ήδη σε έναν χάρτη του εγκεφάλου της ενήλικης φρουτόμυγας.
Η εργασία με την προνύμφη της φρουτόμυγας έδειξε χαρακτηριστικά κυκλώματος που θύμιζαν εντυπωσιακά εξέχουσες και ισχυρές αρχιτεκτονικές μηχανικής μάθησης. Η ομάδα αναμένει ότι η συνεχής μελέτη θα αποκαλύψει ακόμη περισσότερες υπολογιστικές αρχές και θα εμπνεύσει ενδεχομένως νέα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης.
«Αυτό που μάθαμε για τον κώδικα στις μύγες των φρούτων θα έχει επιπτώσεις στον κώδικα για τους ανθρώπους», είπε ο Vogelstein. «Αυτό θέλουμε να καταλάβουμε - πώς να γράψουμε ένα πρόγραμμα που να προσομοιάζει ένα ανθρώπινο εγκεφαλικό δίκτυο».
Όλες οι σημαντικές και έκτακτες ειδήσεις σήμερα
Γροιλανδία: Τι τρώνε στον πιο παγωμένο τόπο της Γης
Ελαιόλαδο και λεμόνι πριν τον ύπνο: Ένα μυστικό που βοηθά σώμα και καρδιά
