Китайські вчені створили найбільшу цифрову модель мишачого мозку з 6 357 нейронів

Китайська академія наук досягла прориву в нейронауках, створивши найбільшу на сьогоднішній день цифрову модель мишачого мозку. Унікальна тривимірна реконструкція охоплює префронтальну кору і включає 6 357 окремих нейронів разом із їхніми аксонами та дендритами. Результати дослідження опубліковано в авторитетному журналі Nature Neuroscience.

Для створення такої детальної карти вчені з центру CEBSIT сканували 161 мозок миші за допомогою технології оптичної візуалізації. Дослідники не лише ідентифікували кожен нейрон, а й визначили його морфологію, виявивши 64 різних підтипи клітин. Отримані дані дозволили візуалізувати просторовий розподіл цих підтипів у різних шарах мозку та проаналізувати складну мережу їхніх зв'язків.

Процес створення моделі був надзвичайно трудомістким. Кожен тривимірний знімок окремого нейрона важить кілька терабайт, що вимагає величезних обчислювальних потужностей та часу. Щоб прискорити аналіз, команда розробила спеціальну програму Fast Neurite Tracer (FNT), яка в напівавтоматичному режимі сканує відростки нейронів на основі даних лазерної мікроскопії.

Отримана комп'ютерна модель вже доступна у відкритому доступі для наукової спільноти. Вчені підкреслюють, що префронтальна кора відповідає за вищі когнітивні функції, такі як прийняття рішень, робоча пам'ять та увага. Порушення в цій ділянці часто пов'язані з розвитком нервово-психічних захворювань.

Аксони нейронів префронтальної кори тягнуться майже до всіх інших областей мозку, включаючи таламус, смугасте тіло та інші ділянки кори. Розуміння принципів взаємодії різних підтипів нейронів та їхніх внутрішніх зв'язків є ключовим для розшифровки механізмів роботи людського мозку та пошуку нових методів лікування неврологічних розладів.