Ученые совершили прорыв в изучении мозга: создана самая детальная карта нейронных связей - New-Science.ru
15 апреля 2025, 00:00
Впервые в истории ученые смогли создать сверхдетальную карту связей и функций мозга, раскрыв беспрецедентную сложность взаимодействия нейронов. Это достижение, которое еще недавно считалось невозможным, стало результатом масштабного исследования, финансируемого Агентством перспективных исследовательских проектов разведки США (IARPA).
Невозможное стало реальным
В 1979 году нобелевский лауреат Фрэнсис Крик заявил, что создать точную схему связей даже кубического миллиметра мозговой ткани — невыполнимая задача. Однако теперь международная команда ученых из консорциума MICrONS опровергла это утверждение.
Используя методы плотной кальциевой визуализации и электронной микроскопии, исследователи проанализировали кубический миллиметр зрительной коры мыши. В результате они получили набор данных, охватывающий более 200 тысяч клеток и 500 миллионов синапсов, а также записали активность примерно 75 тысяч нейронов в реальном времени.
Как устроен "нейронный лес"
Ученые не только зафиксировали структуру связей, но и сопоставили ее с функциональной активностью нейронов. Это позволило выявить ключевые принципы обработки информации в мозге, включая так называемый принцип "подобное к подобному", согласно которому нейроны со схожими функциями образуют более прочные связи. Также были обнаружены новые формы нейронной инвариантности, когда некоторые клетки стабильно реагируют на одни и те же стимулы, несмотря на изменения контекста, и сложные петли обратной связи между разными областями зрительной коры.
"
Это как изысканный лес, где у каждого дерева есть свои правила соединения с другими", — пояснил доктор Клэй Рид из Allen Institute, участвовавший в проекте.
Применение: от медицины до искусственного интеллекта
Открытие имеет огромное значение для различных областей науки. В неврологии оно поможет понять механизмы таких заболеваний, как эпилепсия, шизофрения и аутизм. В сфере искусственного интеллекта биологически точные данные могут улучшить архитектуру нейросетей. Для фундаментальной науки это означает возможность проверки гипотез, которые раньше оставались лишь теориями.
"
Если у вас есть схема радиоприемника, его легче починить. Теперь у нас есть "Google Maps" для мозга", — отметил доктор Нуну да Кошта из Allen Institute.
Доступ к данным и будущие исследования
Все материалы проекта MICrONS выложены в открытый доступ на платформе MICrONS Explorer, что позволяет ученым со всего мира изучать мозг без необходимости загружать терабайты информации.
Хотя прорыв значителен, впереди еще много работы. Проверка данных требует ручной коррекции, а масштабирование метода на весь мозг потребует новых технологических решений.
"
Это только начало", — говорит доктор Андреас Толиас из Baylor College of Medicine. "
MICrONS станет основой для создания комплексных моделей мозга, от поведения до молекулярного уровня".
Это исследование, опубликованное в журнале
Nature, открывает новую эру в нейронауке, приближая человечество к разгадке главной тайны — как работает наш разум.