نقطه‌ی عطفی در علوم اعصاب ، #ترسیم کامل #مغز #مگس_میوه نر با کمک هوش مصنوعیپژوهشگرانGoogle Researchب

نقطه‌ی عطفی در علوم اعصاب ، #ترسیم کامل #مغز #مگس_میوه نر با کمک هوش مصنوعیپژوهشگرانGoogle Researchبا همکاری مؤسسهHHMI Janeliaو گروهی از دانشمندان، موفق شده‌اند برای نخستین بار نقشه‌ای کامل از مغز و دستگاه عصبی مرکزی مگس میوه نر تهیه کنند. این پروژه که حاصل حدود یک دهه همکاری پژوهشی است، یکی از مهم‌ترین دستاوردهای حوزه «کانکتومیکس»Connectomicsبه شمار می‌رود؛ حوزه‌ای که هدف آن ترسیم تمام نورون‌ها و ارتباطات میان آن‌ها در مغز است. نقشه جدید شامل بیش از ۱۶۶ هزار نورون و حدود ۱۲۵ میلیون اتصال سیناپسی است و از نظر تعداد نورون، بزرگ‌ترین نقشه کامل مغزی تهیه‌شده تا امروز محسوب می‌شود.اهمیت این پروژه تنها به شناخت مغز مگس محدود نمی‌شود. مغز انسان حدود ۸۶ میلیارد نورون دارد و در شرایط فعلی تهیه نقشه‌ای با جزئیات مشابه برای انسان امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل، دانشمندان از موجودات کوچک‌تر مانند مگس میوه به‌عنوان مدل آزمایشگاهی استفاده می‌کنند. مگس میوه سال‌هاست در علم ژنتیک و علوم زیستی نقشی مهم دارد و رفتارهای نسبتاً قابل مطالعه و چرخه زندگی کوتاه آن، این حشره را به مدلی مناسب برای بررسی عملکرد سیستم عصبی تبدیل کرده است. پژوهشگران امیدوارند مطالعه چنین نقشه‌هایی به درک بهتر نحوه دریافت اطلاعات از محیط، پردازش محرک‌ها و تولید رفتار در مغز موجودات زنده کمک کند.برای ساخت این نقشه، مغز مگس به میلیون‌ها برش بسیار نازک تقسیم و از هر برش با میکروسکوپ الکترونی تصویربرداری شد. سپس الگوریتم‌های هوش مصنوعی تصاویر دوبعدی را به بازسازی‌های سه‌بعدی از نورون‌ها و مسیرهای عصبی تبدیل کردند. یکی از فناوری‌های مورد استفاده، شبکه‌های عصبی موسوم بهFlood-Filling Networksاست که می‌توانند با شناسایی پیکسل‌های متعلق به یک ساختار، شکل سه‌بعدی نورون‌ها را بازسازی کنند. پس از پردازش خودکار، متخصصان انسانی درHHMI Janeliaنیز نتایج را بررسی و صحت نقشه را تأیید کردند.یکی از ویژگی‌های مهم این نقشه آن است که فقط مغز را شامل نمی‌شود، بلکه طناب عصبی شکمیVentral Nerve Cordمگس را نیز دربر می‌گیرد؛ ساختاری که از برخی جهات می‌توان آن را مشابه نخاع در مهره‌داران دانست. بنابراین پژوهشگران می‌توانند نه‌تنها ارتباطات درون مغز، بلکه مسیرهایی را که از اطلاعات حسی به فرمان‌های حرکتی منتهی می‌شوند نیز بررسی کنند. این موضوع امکان مطالعه ارتباط میان ورودی‌های بینایی، شنوایی و بویایی و خروجی‌های حرکتی را فراهم می‌کند.نقشه مغز مگس نر همچنین در کنار نقشه کامل مغز و دستگاه عصبی مرکزی مگس ماده قرار می‌گیرد. مقایسه این دو نقشه می‌تواند به دانشمندان کمک کند تفاوت‌های عصبی مرتبط با جنسیت را شناسایی کنند و سازوکارهای عصبی رفتارهایی مانند جفت‌گیری و پرخاشگری را بهتر بشناسند. از سوی دیگر، بخش‌هایی که در مغز هر دو جنس مشابه هستند، فرصتی برای بررسی تفاوت‌های طبیعی میان افراد یک گونه فراهم می‌کنند.این پروژه نشان می‌دهد که ترکیب تصویربرداری با وضوح بالا، هوش مصنوعی و بررسی انسانی می‌تواند مسیر تازه‌ای برای مطالعه مغز ایجاد کند. پژوهشگرانGoogle Researchتأکید می‌کنند که نقشه‌های اتصال عصبی در گونه‌های مختلف، از مگس میوه گرفته تا ماهی و موش، به‌تدریج امکان مقایسه ساختار و عملکرد سیستم‌های عصبی را فراهم می‌کنند. هدف نهایی این است که با فهم دقیق‌تر ارتباط میان نورون‌ها، بتوانیم بهتر بفهمیم مغز چگونه اطلاعات را پردازش می‌کند، چگونه رفتار شکل می‌گیرد و در آینده شاید چگونه بتوان مسیرهای عصبی آسیب‌دیده را ترمیم کرد.خاستگاه : 👉⚛ @AndisheKonim