Источник фото: Ars Technica
Работа мозга определяется связями между нейронами, по которым передается информация. Например, зрительная система сначала самостоятельно распознает базовые элементы изображения, а затем направляет результат в центры обработки зрения. Если там обнаруживается текст, подключаются связи с языковыми центрами, которые помогают его понять.
Для изучения работы мозга необходима карта всех нейронных соединений, которую называют коннектомом. В такой базе указывается расположение каждого нейрона в трехмерном пространстве, а также все образованные им синапсы. Именно эти контакты определяют, как сигналы проходят между различными системами нервной системы.
Составление коннектома оказалось крайне сложной задачей. Один нейрон способен формировать несколько разветвленных отростков — аксонов, создавая сотни контактов с другими клетками. У плодовой мушки насчитывается около 150 тысяч нейронов, однако в ее мозге исследователи выявили свыше 300 миллионов синаптических соединений.
Старший руководитель группы исследовательского кампуса Janelia Джерри Рубин рассказал, что подходы к созданию таких карт сильно изменились. В начале 1970-х годов ученые пытались использовать крупный компьютер и машинное зрение для сборки коннектома прозрачного червя C. elegans. У этого организма чуть больше 300 нейронов, поэтому он казался удобным объектом для подобных исследований.
Однако примерно через два года стало ясно, что вычислительных возможностей техники недостаточно. Тогда исследователи распечатывали изображения на фотобумаге, отмечали нейроны цветными маркерами и вручную прослеживали их связи. Такой метод позволил продолжить работу без автоматизированной обработки данных.
