Naukowcy ukończyli najbardziej zaawansowaną jak dotąd mapę mózgu owada. To przełomowe osiągnięcie przybliża naukowców do lepszego zrozumienia mechanizmu funkcjonowania umysłu. Sporządzenie mapy wszystkich komórek nerwowych i połączeń między nimi u larwy muszki owocowej zajęło uczonym 12 lat.
Poznanie wszystkich sekretów pracy mózgu jest nie lada wyzwaniem. Mapowanie całości tego organu nawet u małego stworzenia to żmudny proces. Po 12 latach pracy amerykańscy oraz brytyjscy naukowcy opublikowali najbardziej złożoną mapę mózgu, jaką kiedykolwiek stworzono. Mapa przedstawia lokalizację wszystkich 3016 neuronów w mózgu larwy muszki owocowej (Drosophila melanogaster) oraz zawiłe połączenia między nimi. Uczeni twierdzą, że nowa mapa może być kluczowym krokiem do zrozumienia, jak działa mózg, jak powstają myśli.
Opis i rezultaty badań ukazały się na łamach pisma „Science” (DOI: 10.1126/science.add9330).
Jak trafnie ocenił to jeden z naukowców, jeżeli chcemy zrozumieć kim jesteśmy oraz w jaki sposób myślimy, musimy najpierw poznać mechanizm samego myślenia. Czyli funkcjonowanie mózgu. A kluczem jest tutaj świadomość tego, w jaki sposób neurony łączą się ze sobą. Oczywiście prace należało rozpocząć od prostych organizmów. W tym celu w 1970 roku badacze zajęli się glistą. Udało się tutaj odnieść sukces, ponieważ efektem tych badań była częściowa mapa mózgu. Jednakże był to niewątpliwie sukces osobisty badaczy i ukoronowanie pracy naukowej, ponieważ efektem tej trwającej aż 14 lat pracy stało się przyznanie naukowcom Nagrody Nobla.
Od tego czasu udało się odnieść podobne częściowe sukcesy w odniesieniu do much, myszy, a nawet ludzi, jednakże za każdym razem udawało się zmapować jedynie niewielki fragment mózgu. Lepsze rezultaty uzyskiwano jedynie w przypadku organizmów o stosunkowo niewielkiej ilości neuronów: od kilkuset do kilku tysięcy. Dlatego tym bardziej należy docenić ostatnie osiągnięcie naukowców, którym udało się stworzyć najbardziej kompletną jak dotąd mapę mózgu, a udało się to u larwy muszki owocówki.
Już same liczby robią wrażenie. W mózgu larwy znajduje się łącznie 3016 neuronów, które tworzą aż 548 tys. połączeń. Trzeba tutaj podkreślić, że mapowanie mózgu to zajęcie wymagające niezwykłej wręcz cierpliwości i dokładności. Konieczne jest przeanalizowanie każdej niewielkiej części, każdej próbki mózgu przy pomocy mikroskopu elektronowego. Następnie trzeba neuron po neuronie odtworzyć całą tę skomplikowaną sieć. A jeżeli dodamy, że proces obrazowania przebiega z zawrotną wręcz prędkością 1 neuronu na dzień nikogo zapewne nie zdziwi fakt, że całe przedsięwzięcie zajęło naukowcom z Uniwersytetów w Cambridge i Johna Hopkinsa aż 12 lat.
Konieczne było również zaklasyfikowanie każdego neuronu w zależności od tego, jaką funkcję pełni w mózgu. Co ciekawe, aczkolwiek chyba nie aż tak zaskakujące okazało się, że najbardziej „zapracowanymi” połączeniami w mózgu były te, które prowadziły do oraz od ośrodka odpowiedzialnego za uczenie się. Najistotniejszy jednak jest fakt, że metody, które opracowano na Uniwersytecie Johna Hopkinsa mogą mieć zastosowanie także do mapowania mózgów innych żyjących na naszej planecie stworzeń, w tym tych znacznie większych.
Jednakże jeżeli zaznaczymy, że mózg np. myszy jest około miliona raza większy, niż muszki owocówki, łatwo możemy stwierdzić, że nie znajdujemy się jeszcze nawet w pobliżu możliwości wykonania kompletnej mapy całego ludzkiego mózgu. Póki co, kolejnym realistycznym celem badaczy stał się mózg dorosłej muszki owocówki. Natomiast dokonanie tego samego w przypadku myszy szacuje się, że będzie możliwe dopiero w perspektywie kolejnych 10 lat.
Źródło: Johns Hopkins University, fot. Johns Hopkins University/University of Cambridge
