Коннектом
Нейроны всего мозга, соединяйтесь: ученые составили полный коннектом мозга дрозофилы!
Коннектом - схема всех синаптических связей нейронов. Составить его трудно. Известно всего 3 полных коннектома: нематоды, личинки асцидии и кольчеца, а про позвоночных и говорить нечего. Но ситуация меняется: в марте 2023 г. в Science представили коннектом мозга личинки плодовой мушки (https://www.science.org/doi/10.1126/science.add9330) из 3 тыс. клеток и 550 тыс. синапсов, а в июне вышла статья (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.05.543757v1) с картой брюшной нервной цепочки.
Дрозофила - важный модельный объект. Ей характерны обучение, память, сложное социальное и половое поведение, хотя по размеру мозг сопоставим с одним нашим нейроном! В июле консорциум FlyWire (https://flywire.ai/), включающий сотни вычислительных и нейробиологов, представил первый и самый большой сейчас коннектом мозга взрослой самки мушки. Это 150 тыс. нейронов и 50 млн. синапсов. Для сравнения: 40 лет назад замучались с коннектомом C. elegans из 302 клеток!
Как это делали? С помощью компьютерного зрения ученые по электронным микрофотографиям срезов мозга восстанавливали (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.27.546656v2.full) его структуру и получали 3D-изображение - по сути гигантский граф! Далее нужно было откорректировать реконструкцию синаптических связей, созданную искусственным интеллектом с ошибками, и аннотировать (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.27.546055v2.full) нейроны. Вручную! Тут помогла гражданская наука. В основе технологии лежит CAVE - пакет в Python, который позволяет вести совместное редактирование в веб-приложении в реальном времени, сохранять историю пруфридинга и пометки. Специалисты по всему миру делали вычитку, на что ушло 30 человеко-лет! Зато теперь любой мушиный биолог может зайти на веб-ресурс (https://codex.flywire.ai/) и посмотреть нейронные связи, узнать типы клеток и даже предполагаемые медиаторы в синапсах. Уже 50 лабораторий используют FlyWire.
Но разве это полезно для человека? Оказывается, 65% генов, связанных с болезнями, имеют гомологов у мушки и, внося в них мутации, можно моделировать патологии. Отработанные на насекомом техники позволят приняться за карту нашего мозга (86 млрд нейронов). Вот что ИИ и краудсорсинг творят в нейросайнс!
https://t.me/blastim/1673