Mała duża sprawa, to zmieni co wiemy o mózgu

FlyWire to nazwa zespołu odpowiedzialnego za przełomowe wydarzenie nauki. Stworzyli niesamowitą mapę maleńkiego organu muszki owocówki, który da ogromną wiedzę. Z pozoru wydaje się zabawne, jak wiele instytucji pochyliło się nad czymś tak drobnym. Jednak to właśnie ten maleńki mózg, o wiele mniejszy od ziarnka maku, poprowadzi do wielkich rzeczy.

Nigdy jeszcze nie było tak szczegółowej mapy

Naukowcy mieli przed sobą nie lada wyzwanie. Jak podaje Uniwersytet Princeton, którego zespół prowadził badania, musieli przestudiować prawie 140 000 tysięcy neuronów. To właśnie one są odpowiedzialne za zachowanie tej małej istoty.

"Możesz zapytać, dlaczego powinniśmy się w ogóle przejmować mózgiem muszki owocówki. Moja prosta odpowiedź to, jeżeli poznamy, jak pracuje jakikolwiek mózg, to będzie musiało dać nam wiedzę o pracy wszystkich móżgów". powiedział Sebastian Seung, profesor nauk ścisłych Uniwersytetu Princeton i jeden z liderów projektu FlyWire.

Sploty neuronów, gdyby je rozwinąć, miałyby 150 metrów, wszystko to zmieszczone w maleńkim mózgu muszki. Całość musiała zostać przebadana oczywiście pod mikroskopem elektronowym, który dostarcza naukowcom dużo dokładniejsze dane niż tradycyjny mikroskop ze światłem. Organ trzeba było zanurzyć w specjalnej mieszaninie zawierającej metale ciężkie. Następnie przy użyciu diamentowego ostrza, podzielony został na 7000 cieniutkich plastrów.

Czytaj dalej poniżej

I Ty możesz zostać nadczłowiekiem. Wystarczy, że oddasz Muskowi swój mózg Patryk Koncewicz

Badania pokazują, że mózg piłkarzy na moment zwalnia na boisku Bartosz Gabiś

Nie obyło się bez kamery potrafiącej uchwycić sto klatek na sekundę, a za wykonywanie cięć był odpowiedzialny robot. Trudno byłoby wymagać od człowieka precyzji co do nanometra. Następnie program komputerowy musiał połączyć ze sobą aż 21 milionów zdjęć.

Owoce lat pracy

Ogrom projektu może wprawić w osłupienie. Ta jedna muszka wymagała ponad czterech lat pracy dziesiątek osób. Konsorcjum FlyWire obejmowało aż 146 różnych laboratoriów i 122 instytucje. Z ogromnym wsparciem Uniwersytetu Cambridge oraz Uniwersytetu Vermonckiego.

Stworzenie mapy zostało zainspirowane przez croudfoundingowy projekt EyeWire, w ramach którego gracze z całego świata zmapowali neurony siatkówki oka myszy. Tylko że dziesięć lat temu, gdy ów ruszał, nie było jeszcze tak rozwiniętej technologii AI. Szczęśliwie dla naukowców, teraz już to nie jest problemem i mieli większe wsparcie technologii. Nie oznacza to jednak, że nie musieli niczego robić. To, co sztuczna inteligencja zaproponowała, musiało i tak zostać przestudiowane przez człowieka, gdyż niestety maszyna się wielokrotnie myliła.

Było co sprawdzać! Jak opisują naukowcy, większość neuronów przypomina drzewa. Mają pień, korzenie, łodygi i gałęzie. Podobnie jak drzewo wpływają na jego sąsiadów, a korzenie łączą się z innymi organizmami. Z tym że mózg jest o wiele bardziej połączony niż las. Zatem łatwo sobie wyobrazić jak przerażająca musiała być perspektywa rozpoczęcia pracy nad 139 255 neuronami, które dają pięćdziesiąt milionów połączeń synaptycznych.

Nowoczesne podejście pchające postęp

Ścisłą grupę projektu tworzy więcej niż 280 osób, które w bólu, lecz z entuzjazmem, weryfikowały dane wygenerowane przez maszyny. Opracowali oni model trójwymiarowy, przy pomocy którego następnie łączono kolejne neurony. Jednak, zamiast trzymać wiedzę dla siebie, zrobili coś zupełnie innego. Od razu udostępnili wszystkie dane, aby każdy zainteresowany mógł wskoczyć do ich analizy.

"Zamiast trzymać dane w tajemnicy, badacze z Princeton od początku udostępnili swoją neuralną, wciąż tworzoną, mapę dla całego społeczeństwa naukowców. Zabrało nam jakieś dwa lata, żeby poprawić wszystkie błędy (...) Powiedzieliśmy: róbcie z tym co chcecie, lecz umożliwcie nam sprawdzenie, czy wszystko się zgadza", powiedziała Mala Murthy, dyrektorka Instytutu Neuronauki Princeton.

Z ciekawostek, dlaczego w ogóle powinniśmy się przejmować muszkami owocówkami? Jak wskazują naukowcy, są całkiem podobne do nas! Muszą się przemieścić z punktu A do punktu B, czują zapachy, a nawet pobudza je kawa, a także szukają swojej drugiej, muszej połówki. Nic dziwnego, że dzielą z człowiekiem 60% DNA.