[ad_1]
قم بالتسجيل للحصول على بريدنا الإلكتروني المجاني لتلقي تحليل حصري على هذا الأسبوع
قام العلماء ببناء خريطة الدماغ الوظيفية الأكثر شمولاً حتى الآن ، حيث رسموا روابط 84000 خلية عصبية أثناء نقلهم إشارات ، وذلك بفضل الماوس الذي تم عرضه من “المصفوفة”.
درس الباحثون جزءًا من دماغ الماوس ، تقريبًا حجم بذور الخشخاش ، ويرجعون الخلايا العصبية وتتبع مسارات الاتصال الخاصة بهم من خلال الألياف الشبيهة بالفروع عبر 500 مليون تقاطعات معروفة باسم المشابك العصبية.
تمثل مجموعة البيانات الشاملة ، التي نشرت في مجلة Nature يوم الأربعاء ، تقدمًا نحو فهم تعقيدات وظائف الدماغ. يتم تقديم البيانات في إعادة بناء ثلاثية الأبعاد مع دارات الدماغ المشفرة بالألوان ويمكن الوصول إليها للعلماء على مستوى العالم لمزيد من التحقيق ، وكذلك لأولئك الذين لديهم مصلحة عامة.
وقال فورست كولمان من معهد ألين لعلوم الدماغ في سياتل ، أحد كبار الباحثين في المشروع: “من المؤكد أنها تلهم شعورًا بالرهبة ، تمامًا مثل النظر إلى صور المجرات”. “لديك شعور بمدى تعقيدك. نحن ننظر إلى جزء صغير واحد … من دماغ الماوس والجمال والتعقيد الذي يمكنك رؤيته في هذه الخلايا العصبية الفعلية ومئات الملايين من الاتصالات بينهما.”
كيف نفكر ، ونشعر ، نرى ، التحدث والتحرك بسبب الخلايا العصبية ، أو الخلايا العصبية ، في الدماغ – كيف يتم تنشيطها وإرسال رسائل إلى بعضها البعض. لقد عرف العلماء منذ فترة طويلة أن هذه الإشارات تنتقل من خلية عصبية واحدة على طول الألياف التي تسمى المحاور والغناء ، باستخدام المشابك للقفز إلى الخلايا العصبية التالية. ولكن هناك أقل معروفة عن شبكات الخلايا العصبية التي تؤدي مهام معينة وكيف يمكن أن تلعب اضطرابات تلك الأسلاك دورًا في مرض الزهايمر أو التوحد أو الاضطرابات الأخرى.
فتح الصورة في المعرض
هذه الصورة المقدمة من معهد ألين ، من اليسار ، المدير المساعد للمعلوماتية فورست كولمان ، ومحلل البيانات ليلا إيلابدي وكبير المحققين كلاي ريد يستعرضون إعادة بناء الخلايا العصبية لاستخبارات الآلة من مشروع الشبكات القشرية في ديسمبر 2024 ، في سياتل ، واش.
وقال عالم المعهد كلاي ريد ، الذي ساعد في المجهر الإلكتروني الرائد لدراسة الروابط العصبية: “يمكنك أن تصنع ألف فرضيات حول كيفية قيام خلايا الدماغ بعملها ، لكن لا يمكنك اختبار تلك الفرضيات إلا إذا كنت تعرف ربما الشيء الأساسي – كيف يتم توصيل تلك الخلايا معًا”.
من خلال المشروع الجديد ، قام فريق عالمي يضم أكثر من 150 باحثًا بتعيين اتصالات عصبية يقارنها كولمان بقطع متشابكة من السباغيتي من خلال جزء من دماغ الماوس المسؤول عن الرؤية.
الخطوة الأولى: عرض مقتطفات فيديو الماوس من أفلام الخيال العلمي والرياضة والرسوم المتحركة والطبيعة.
قام فريق في كلية بايلور للطب بذلك ، باستخدام الماوس المصمم بجين يجعل الخلايا العصبية يتوهج عندما تكون نشطة. استخدم الباحثون مجهرًا يعمل بالليزر لتسجيل كيفية إضاءة الخلايا الفردية في القشرة البصرية للحيوان أثناء معالجتها الصور التي تومض.
بعد ذلك ، قام العلماء في معهد ألين بتحليل قطعة صغيرة من أنسجة المخ ، باستخدام أداة خاصة لحلقها في أكثر من 25000 طبقة ، كل أرق بكثير من شعر الإنسان. مع المجاهر الإلكترونية ، التقطوا ما يقرب من 100 مليون صورة عالية الدقة لتلك الأقسام ، وإلقاء الضوء على تلك الألياف التي تشبه السباغيتي وإعادة تجميع البيانات في 3D.
أخيرًا ، استخدم علماء جامعة برينستون الذكاء الاصطناعي لتتبع كل الأسلاك و “رسم كل من الأسلاك الفردية بلون مختلف حتى نتمكن من التعرف عليها بشكل فردي” ، أوضح كولمان.
لقد قدروا أن الأسلاك المجهرية ، إذا تم وضعها ، ستقيس أكثر من 3 أميال (5 كيلومترات). الأهم من ذلك ، أن مطابقة كل هذا التشريح مع النشاط في دماغ الماوس حيث شاهدت الأفلام سمح للباحثين بتتبع كيفية عمل الدوائر.
أنشأ الباحثون برينستون أيضًا نسخًا ثلاثية الأبعاد رقمية من البيانات التي يمكن للعلماء الآخرين استخدامها في تطوير دراسات جديدة.
هل يمكن لهذا النوع من الخرائط أن يساعد العلماء في النهاية في العثور على علاجات لأمراض الدماغ؟ يطلق عليه الباحثون خطوة تأسيسية ، مثل كيفية قيام مشروع الجينوم البشري الذي وفر خرائط الجينات الأولى في النهاية إلى علاجات قائمة على الجينات. تعيين دماغ الفأر الكامل هو هدف واحد.
“إن التقنيات التي طورتها هذا المشروع ستمنحنا فرصتنا الأولى لتحديد نوع من النمط غير الطبيعي للاتصال الذي يثير اضطرابًا” ، قال أحد كبار الباحثين في المشروع ، عالم الأعصاب في برينستون وعالم الكمبيوتر سيباستيان سونغ ، في بيان.
كتبت مارييلا بيتكوفا وجريجور شوهنيخت ، التي لم تشارك في المشروع ، “إن العمل” يمثل قفزة كبيرة إلى الأمام ويقدم مورد مجتمعي لا يقدر بثمن للاكتشافات المستقبلية “.
وأضافوا أن البيانات الضخمة والمشتركة علنًا “ستساعد على كشف الشبكات العصبية المعقدة الكامنة وراء الإدراك والسلوك”.
تم تمويل كونسورتيوم ذكاء الآلة من الشبكات القشرية ، أو الكونسورتيوم من قبل مبادرة المعاهد الوطنية للصحة في الدماغ و IARPA ، نشاط مشاريع الأبحاث المتقدمة للذكاء.
—
تتلقى وزارة الصحة والعلوم في وكالة أسوشيتيد برس الدعم من مجموعة وسائل الإعلام والعلم التعليمية التابع لمعهد هوارد هيوز. AP هي المسؤولة الوحيدة عن جميع المحتوى.
[ad_2]
المصدر