Впервые ученые составили карту всех связей между нейронами в центральной нервной системе взрослой плодовой мухи — прорыв, который опровергает давнюю теорию о том, как мозг управляет движениями.
Исследование
Международная команда под руководством Гарвардской медицинской школы и Принстонского университета опубликовала полный коннектом взрослой плодовой мухи (Drosophila melanogaster) 8 июня в журнале Nature. Исследование, финансируемое BRAIN Initiative, NIH и NSF, объединило новую карту нервного ствола мухи (аналог спинного мозга) с ранее опубликованным коннектомом мозга от консорциума FlyWire. Итоговый набор данных, названный BANC (Brain and Nerve Cord), собирает воедино миллионы снимков с высоким разрешением, полученных с помощью электронной микроскопии тысяч сверхтонких срезов одной мухи, с использованием пользовательских инструментов AI для выравнивания и реконструкции.
Анализируя эти структурные данные, команда обнаружила, что управление сложными действиями, такими как ходьба и полет, сильно децентрализовано. Вместо того чтобы полагаться на центральный командный центр в мозге, нейронные цепи в отдельных ногах управляют собственной локальной механикой и просто взаимодействуют с соседними конечностями для координации движений. «Мы впервые видим все нейроны и их связи как единое целое и можем спросить: "Что мы из этого узнаем?"», — сказала соавтор исследования Рэйчел Уилсон, профессор нейробиологии в HMS. Другой соавтор, Вэй-Чунг Аллен Ли, доцент нейробиологии в HMS, добавил: «Очень важно иметь как можно более полный коннектом центральной нервной системы, чтобы связать мозг и тело и начать рассматривать поведение целостно».
Почему это важно
Этот принцип децентрализованной проводки бросает вызов многовековому представлению о том, что мозг действует как генеральный директор, отдающий команды пассивным частям тела. Вместо этого нервная система мухи напоминает сеть локальных процессоров. Для вашего собственного познания это предполагает, что многие навыки — такие как печать, вождение или игра на инструменте — могут управляться специализированными цепями в спинном мозге и периферических нервах, освобождая ваш мозг для планирования на более высоком уровне. Понимание этой архитектуры может также вдохновить новые модели ИИ и роботов, которые более эффективно ориентируются в сложных средах.
Что вы можете сделать
Вы можете тренировать свой мозг полагаться на локальные моторные цепи, практикуя сложные повторяющиеся движения, пока они не станут автоматическими — например, разучивая новый танцевальный шаг или музыкальную гамму. Такая «фрагментация» перекладывает контроль с сознательного мышления на специализированные нейронные модули. Попробуйте упражнения для тренировки мозга, которые бросают вызов координации рук и глаз или распознаванию образов, чтобы укрепить эти распределенные сети.
Источник: Neuroscience News
Любопытно узнать о своем мозге? Пройдите наш бесплатный адаптивный IQ-тест или попробуйте 306 уровней тренировки мозга.
