Китайська академія наук повідомила про створення найбільшої цифрової реконструкції мишачого мозку. Модель складається з більш ніж 6 тис. окремих нейронів префронтальної кори і їх проєкцій (аксонів і дендритів). Дослідження опубліковано в журналі Nature Neuroscience.
Використовуючи технологію оптичної візуалізації, дослідники центру передових досліджень мозку та інтелектуальних технологій (CEBSIT) сканували 161 мозок миші. Вчені ідентифікували 6 357 окремих нейронів префронтальної кори головного мозку цих ссавців і визначили їх морфологію (будову і форму). Автори роботи виявили 64 підтипу нейронів на основі подібності будови їх аксонів.
Дослідники вивчили просторовий розподіл окремих підтипів нейронів у різних областях префронтальної кори та шарах головного мозку. Отримані дані були візуалізовані на карті. Вчені проаналізували мережу сполук всередині префронтальної кори і відтворили її у вигляді тривимірної моделі з високою роздільною здатністю.
Комп’ютерна модель опублікована у відкритому доступі ПЗ.
Як відзначають вчені, реконструкція мережі аксонів головного мозку на рівні окремих клітин є вкрай складним завданням, яке вимагає послідовного створення високоякісних тривимірних знімків окремих нейронів. Кожен такий знімок важить кілька ТБ. Це вкрай трудомісткий і складний процес, який займає величезну кількість часу.
Для вирішення цього завдання дослідники розробили програму Fast Neurite Tracer (FNT), яка в напівавтоматичному режимі здійснює сканування відростків окремих нейронів на основі аналізу даних лазерної мікроскопії.
Інформаційна взаємодія між окремими областями кори головного мозку забезпечується за допомогою аксонів – довгих відростків нейронів. Як відзначають дослідники, нейрони різних підтипів, як правило, беруть участь в різних функціях мозку. Тому для розуміння принципів роботи мозку важливе значення має вивчення різних підтипів нейронів і їх внутрішніх зв’язків.
Вчені підкреслюють, що префронтальна кора — це центр, відповідальний за вищі когнітивні функції мозку, в тому числі процеси прийняття рішень, робочу пам’ять і увагу. Порушення в роботі цієї області можуть викликати різні нервово-психічні захворювання. Аксони тягнуться від нейронів префронтальної кори майже в усі інші області мозку, в тому числі в інші ділянки кори, смугасте тіло, таламус, середній і задній мозок.