Επαναστατική μελέτη είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία του μεγαλύτερου και πιο λεπτομερούς διαγράμματος καλωδίωσης εγκεφάλου θηλαστικού μέχρι σήμερα
Οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει το πιο λεπτομερές διάγραμμα καλωδίωσης του εγκεφάλου θηλαστικών μέχρι σήμερα, χαρτογραφώντας κάθε κύτταρο και σύναψη σε ένα κυβικό χιλιοστό του οπτικού φλοιού ενός ποντικιού.
Ερευνητές του Ινστιτούτου Allen πήραν το ίδιο κυβικό χιλιοστό του εγκεφάλου και το τεμάχισαν σε περισσότερα από 25.000 στρώματα, καθένα από τα οποία είχε πλάτος 1/400 της ανθρώπινης τρίχας, και χρησιμοποίησαν διάφορα ηλεκτρονικά μικροσκόπια για να τραβήξουν φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης από κάθε στρώμα.
Μια άλλη ομάδα του Πανεπιστημίου Πρίνστον χρησιμοποίησε τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση για να ανακατασκευάσει τα κύτταρα και τις συνάψεις σε έναν τρισδιάστατο όγκο.
Σε συνδυασμό με τις καταγραφές της εγκεφαλικής δραστηριότητας, ο τρισδιάστατος χάρτης υψηλής ανάλυσης περιέχει περισσότερα από 200.000 εγκεφαλικά κύτταρα, από τα οποία 82.000 είναι νευρώνες. Περιλαμβάνει επίσης 523 εκατομμύρια συνάψεις και περισσότερα από 4 χιλιόμετρα νευρωνικής καλωδίωσης.
Στο πλαίσιο αυτό, αξιοποιήθηκε η μικροσκοπία αιχμής, η τεχνητή νοημοσύνη και οι 3D ανακατασκευές.
Πρόκειται για τη μελέτη Machine Intelligence from Cortical Networks που αποκάλυψε εκπληκτικές αρχές οργάνωσης του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων νέων ανασταλτικών κυτταρικών συμπεριφορών και συντονισμού σε όλο το δίκτυο.
«Οι πρόοδοι του MICrONS που δημοσιεύθηκαν σε αυτό το ειδικό τεύχος του Nature αποτελούν μια σημείο καμπής για τη νευροεπιστήμη, συγκρίσιμη με το Πρόγραμμα Ανθρώπινου Γονιδιώματος ως προς τις μετασχηματιστικές δυνατότητές τους», δήλωσε ο Ντέιβιντ Μάρκοβιτς, συντονιστής του έργου.
«Μέσα σε αυτό το μικροσκοπικό στίγμα υπάρχει μια ολόκληρη αρχιτεκτονική σαν ένα εξαίσιο δάσος», δήλωσε ο Κλέι Ρέιντ, επικεφαλής ερευνητής και ένας από τους πρώτους θεμελιωτές της ηλεκτρονικής μικροσκοπικής connectomics που έφερε αυτόν τον τομέα της επιστήμης στο Ινστιτούτο Allen πριν από 13 χρόνια.
Μια νέα ματιά στη λειτουργία και την οργάνωση του εγκεφάλου
Τα ευρήματα από τις μελέτες αποκαλύπτουν νέους τύπους κυττάρων, χαρακτηριστικά, οργανωτικές και λειτουργικές αρχές και έναν νέο τρόπο ταξινόμησης κυττάρων. Ανάμεσα στα πιο εκπληκτικά ευρήματα ήταν η ανακάλυψη μιας νέας αρχής αναστολής στον εγκέφαλο.
Οι επιστήμονες θεωρούσαν μέχρι σήμερα τα ανασταλτικά κύτταρα - αυτά που καταστέλλουν τη νευρική δραστηριότητα - ως μια απλή δύναμη που μειώνει τη δράση άλλων κυττάρων.
Ωστόσο, οι ερευνητές διαπίστωσαν ένα πολύ πιο εξελιγμένο επίπεδο επικοινωνίας: τα ανασταλτικά κύτταρα δεν είναι τυχαία στις ενέργειές τους.
Αντίθετα, είναι εξαιρετικά επιλεκτικοί σχετικά με τα διεγερτικά κύτταρα που στοχεύουν, δημιουργώντας ένα σύστημα συντονισμού και συνεργασίας σε όλο το δίκτυο.
Ορισμένα ανασταλτικά κύτταρα συνεργάζονται, καταστέλλοντας πολλαπλά διεγερτικά κύτταρα, ενώ άλλα είναι πιο ακριβή, στοχεύοντας μόνο σε συγκεκριμένους τύπους.
«Αυτό είναι το μέλλον από πολλές απόψεις», εξήγησε ο Έλληνας ερευνητής Ανδρέας Τόλιας, ένας από τους επικεφαλής επιστήμονες που εργάστηκαν σε αυτό το έργο τόσο στο Baylor College of Medicine όσο και στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ.
«Το MICrONS θα σταθεί ως ορόσημο όπου θα δημιουργήσουμε μοντέλα θεμελίωσης του εγκεφάλου που θα καλύπτουν πολλά επίπεδα ανάλυσης, ξεκινώντας από το επίπεδο της συμπεριφοράς έως το επίπεδο αναπαράστασης της νευρικής δραστηριότητας και ακόμη και το μοριακό επίπεδο» σημείωσε.
Αυτό το επίτευγμα παρέχει ένα θεμελιώδες εργαλείο για την κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου, της νοημοσύνης και των νευρολογικών διαταραχών.
Πηγή: skai.gr
Διαβάστε τις Ειδήσεις σήμερα και ενημερωθείτε για τα πρόσφατα νέα.
Ακολουθήστε το Skai.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις.
Greek (GR) · 
English (US) ·