Картирование мозга: От мышей до человека – новые горизонты науки
Прогресс в области картирования мозга стремительно ускоряется, открывая захватывающие перспективы для понимания работы человеческого разума. За последние десятилетия ученые добились значительных успехов, но предстоит еще многое сделать.
История развития коннектомики
Первые попытки картирования нейронных связей начались в 1970-х годах с изучения нематоды C. elegans. В 1970-х годах Сидни Бреннер начал картирование связей между нейронами нематоды, что заняло более 10 лет и дало карту 302 нейронов.
Современные методы картирования
- Лаборатория Эда Бойдена: Использование expansion microscopy позволило значительно увеличить разрешение при картировании мозга, используя доступные световые микроскопы.
- E11 Bio: Разработка технологии PRISM позволила существенно сократить время и стоимость картирования мозга.
- LICONN (Google/ISTA): Метод, объединяющий визуализацию структуры и молекулярных характеристик нейронов на обычном световом микроскопе.
- PATHFINDER (Google): Использование искусственного интеллекта для ускорения анализа и реконструкции нейронных связей.
Ключевые достижения в 2023-2024 годах
- Картирование мозга мухи Дрозофила: Консорциум FlyWire создал первую полную карту нейронов мухи (139 000 нейронов и 50 миллионов синапсов).
- Картирование 1 мм³ человеческого мозга: Проект Harvard/Google картировал участок мозга размером с рисовое зерно (57 000 клеток и 150 миллионов синапсов).
- Проект MICrONS: Создана первая карта мозга мыши, объединяющая структуру и функцию нейронов (200 000 нейронов, 523 миллиона связей и данные об активности 75 000 нейронов).
- Карта области CA3 мозга мыши: Принстон/Allen/Google создали трехмерную карту области CA3, ответственной за память (1 815 пирамидальных нейронов, 55 000 аксонов и миллионы синапсов).
- Модель формирования карты окружающего мира у мышей: Janelia Research Campus показал в реальном времени, как мозг мыши формирует карту окружающего мира, подтверждая модели Google DeepMind.