Исследователи из HHMI Janelia Research Campus, Google Research и других научных центров впервые создали полную карту нейронных связей в мозге взрослого самца плодовой мушки (дрозофилы). В карту вошло более 166 000 нейронов и почти 12 000 различных типов клеток. Это крупнейшая полная коннектома для самца этого модельного организма.
Для создания карты ученые использовали искусственный интеллект. Тонкие срезы мозга и нервной системы мушки фотографировали, а затем с помощью компьютерных алгоритмов объединяли миллионы двумерных изображений в трехмерную модель. Такой подход позволяет увидеть не только отдельные нейроны, но и то, как они соединены друг с другом.
Одно из ключевых открытий — различия между мозгом самца и самки. Большинство нейронов у мушек обоих полов одинаковы, но часть клеток существует только у одного пола, а некоторые — так называемые диморфные — есть у обоих, но соединяются с разными соседями. Например, нейроны типа AOTU012, отвечающие за обработку сенсорных и вкусовых сигналов, у самцов и самок связаны с разными группами клеток. Это помогает объяснить различия в поведении.
Карта также включает визуально-моторные пути — цепочки нейронов, которые соединяют глаза мушки с двигательными нейронами. Благодаря этому ученые могут проследить, как сигнал от света превращается в движение. Например, как муха видит препятствие и уворачивается от него.
Исследователи опубликовали пять визуализаций, которые наглядно показывают структуру мозга: от общего вида с огромными глазами и центральным мозгом до отдельных типов нейронов и их связей. Эти изображения доступны на сайте проекта Neural Mapping.
Новая карта дополняет ранее созданную полную карту мозга самки дрозофилы. Вместе они дают ученым инструмент для изучения того, как устроен мозг в принципе — от простых рефлексов до сложного социального поведения. Для белорусских биологов и нейроисследователей эта работа открывает доступ к проверенным данным для собственных экспериментов.
