Подробная карта синапсов мозга приоткрыла завесу над загадкой мышления
Представьте карту с каждой звездой в галактике. Карту настолько подробную, что на ней указано, как выглядит каждая звезда, из чего состоит, с какой другой звездой связана великими законами физики космоса. Хотя мы пока не имеет такой астрономической карты небес, благодаря монументальному исследованию, опубликованному на прошлой неделе в Neuron, у нас появилась подобная карта мозга.
Если бы каждый нейрон был галактикой, синапсы - небольшие структуры, точками рассыпаные вдоль змеевидных продолжений нейронов - это звезды. Группа ученых из Эдинбургского университета в Великобритании построила первую подробную карту каждого синапса в мозге мыши.
Карта мозга: ключ к загадке мышления
Используя генетически модифицированных мышей, ученые буквально заставляли каждый синапс загораться под флуоресцентным светом по всему мозгу, будто звезды на небе. И, подобно тому, как звезды отличаются одна от другой, ученые обнаружили, что и синапсы очень разнообразны, однако соблюдаются закономерности, которые могут поддерживать работу памяти и мышления.
«В человеческом мозгу больше синапсов, чем звезд в галактике. Мозг - самый сложный объект, известный нам, и понимание его соединений на таком уровне будет важным шагом вперед в раскрытии его загадок», говорит ведущий автор работы доктор Сет Грант из Центра клинических наук о мозге.
Подробные карты показали фундаментальный закон активности мозга. С помощью машинного обучения команда ученых разделила примерно один миллиард синапсов по всему мозгу на 37 категорий по типу. Вот ведь в чем суть: когда наборы нейронов получают электрическую информацию, например, выбирая между различными решениями проблемы, уникальные подтипы синапсов, разбросанные среди разных нейронов, единодушно искрятся активностью.
Другими словами, синапсы бывают разных типов. И каждый тип может контролировать мысль, решение или воспоминание.
Неудивительно, что нейробиологи отреагировали на работу весьма положительно.
«Вау», прокомментировал Бен Сандерс из Университета Миннесоты.
Это «удивительная статья, каталогизирующая разнообразие и распределение подтипов синапса по всему мозгу мыши», пишет нейрогенетик Кевин Митчелл. Это «подчеркивает тот факт, что синапсы - это ключевые вычислительные элементы нервной системы».
Соединение коннектомы
Интерес ученых в создании «синаптомы» - первого цельного каталога синапсов в мозге мыши - вышел из гораздо большего проекта: коннектомы.
Если коротко, коннектома - это все нейронные соединения внутри вас. Как говорит доктор Себастьян Сьюнг, коннектома - это биологический базис того, кто вы есть - ваших воспоминаний, личности, ваших мыслей и рассуждений. Поймайте коннектому - и однажды ученые смогут вас восстановить при помощи эмуляции целого мозга.
И все же, коннектома описывает только то, как нейроны функционально разговаривают друг с другом. Где в мозге это закодировано физически.
