Az agyi idegi hálózatok legújabb 3D-s térképe olyan forradalmi lépés lehet, mint a Humángenom-projekt, amely megnyithatja az utat a neurológiai kutatások új dimenziói felé.
A térkép egy egér látókéregének apró részletét, egy homokszemnél is kisebb pöttyöt ábrázol, és 84 ezer neuron bonyolult struktúráját követi nyomon. Ezeket a neuronokat félmilliárd szinaptikus kapcsolat és körülbelül 5,4 kilométernyi neurális hálózat köti össze. Ez a háromdimenziós rekonstrukció olyan kulcsfontosságú információkat nyújt, amelyek révén jobban megérthetjük az agy szerkezetét és a különböző sejttípusok együttműködését. Emellett hozzájárulhat az intelligencia, a tudatosság, valamint olyan neuronális állapotok, mint az Alzheimer-kór, Parkinson-kór, autizmus és skizofrénia mélyebb megértéséhez – számol be róla a Guardian.
David Markowitz, a munkát koordináló amerikai kormányzati szervezet, az Intelligence Advanced Research Projects Activity (IARPA) korábbi programvezetője szerint az eredmények jelentőségüket tekintve a Humángenom-projekthez hasonlíthatók.
A MICrONS projekt célja nem csupán a neuronok felépítésének részletes feltérképezése, hanem a közöttük zajló elektromos jelátvitel tanulmányozása is. Ezen kutatás révén betekintést nyerhetünk abba, miként létesítenek kapcsolatot egymással a neuronok, felfedve a kommunikáció rejtelmeit.
A texasi Baylor Orvostudományi Főiskola kutatói forradalmi megközelítést alkalmaztak, amikor speciális mikroszkópok segítségével rögzítették egy agyi terület aktivitását, miközben a kísérleti állatok különféle videókat és YouTube-klippeket néztek. Ezt követően az Allen Intézet tudósai a vizsgált köbmilliméternyi agyterületet több mint 25 ezer vékony rétegre osztották, majd elektronmikroszkópok segítségével rendkívül részletes képeket készítettek minden egyes rétegről. Végül a Princeton Egyetem egy másik csapata mesterséges intelligenciát alkalmazva 3D-s környezetben rekonstruálta a sejteket és azok kapcsolatait. Az így létrejött hatalmas adathalmaz mérete elképesztő: 1,6 petabájt, ami körülbelül 22 évnyi HD-videónak felel meg.
"Ez az apró pötty egy teljes architektúra rejtélyét hordozza magában" – nyilatkozta Clay Reid, az Allen Intézet vezető kutatója és neurobiológusa. "Komplex kapcsolati szabályokkal bír, amelyeket az idegtudomány különböző aspektusaiból már ismerünk. Most lehetőségünk nyílik arra, hogy teszteljük ezeket az elméleteket, abban a reményben, hogy felfedezünk olyan új ismereteket, amelyeket eddig senki sem tárt fel."
Az új kutatási eredmények olyan sejttípusokat és innovatív gátló mechanizmusokat tárnak fel, amelyek eddig rejtve maradtak. A tudományos közösség korábban úgy vélte, hogy a gátló sejtek – melyek felelősek az idegi aktivitás csökkentéséért – csupán egy passzív erőként hatnak a többi sejt működésére. Az újabb vizsgálatok azonban rávilágítottak, hogy ezek a gátló sejtek meglepően szelektívek, és precízen választják ki, mely sejteket befolyásolják. Ezzel nem csupán egyedi kapcsolódási mintázatokat alakítanak ki, hanem egy egész agyi hálózat koordinálásában is részt vesznek. Az agy szerkezetének és működésének mélyebb megértése így hozzájárulhat azoknak az idegrendszeri zavaroknak a jobb megismeréséhez, amelyek különféle agyi rendellenességekkel járnak.
