Международная группа исследователей из Института мозга Аллена (Allen Institute for Brain Science), Медицинской школы Гарвардского университета и Института нейро-электронных исследований Фландерса (Neuro-Electronics Research Flanders, NERF), Бельгия, создала крупнейшую на сегодняшний день карту связей между нейронами участка коры головного мозга. В процессе создания этой карты исследователи разработали ряд новых инструментов, которые могут быть использованы в исследованиях по «реверс-инжинирингу мозга» для обнаружения соответствий между структурой нейронных связей и функциями, выполняемыми этим участком нейронной сети.
Создание карты нейронных связей является результатом реализации научной программы, начатой почти десять лет назад, целью которое является объединение в единое целое некоторых не связанных до этого областей нейробиологии.
Создание карты было начато с идентификации отдельных нейронов зрительного участка коры головного мозга подопытного животного-грызуна, который был подвержен определенной визуальной стимуляции. Во время этого ученые получили миллионы изображений нервных клеток и синапсов, сделали огромное количество «тонких двумерных срезов», которые были объединены в единое трехмерное изображение. Каждый нейрон занимает в этом изображении определенное положение и, проследив пути от одного нейрона к другому, ученые определили местоположения основных нейронных связей.
Последующий анализ набора данных, объем которого составляет около 100 терабайт, уже дал некоторые результаты. В частности, были получены доказательства существования в мозге структур, своего рода магистралей, которые соединяют между собой нейроны, которые используются при выполнении схожих задач.
Разработанные учеными новые исследовательские инструменты будут использованы при реализации одной из программ проекта Machine Intelligence from Cortical Networks (MICrONS). В рамках этого проекта на основе данных, полученных из изучения мозга, будут воссозданы алгоритмы и механизмы обучения, самообучения и других функций нейронных сетей. А конечной целью данной программы является создание полностью функционирующей цифровой реконструкции одного кубического миллиметра нервной ткани со всеми нейронами и синапсами. Эта реконструкция, которая по размерам будет сопоставима с крупицей сахара, станет самым большим участком мозга, досконально изученным подобным образом в настоящее время.
Источник:
