تیم بزرگی از دانشمندان بینالمللی موفق به نقشهبرداری از تمام نورونهای مغز یک مگس میوه بالغ ماده (Drosophila melanogaster) شدهاند.
این تیم بزرگ دانشمندان علوم اعصاب از ۲۲ موسسه به رهبری دانشگاه پرینستون توانستهاند برای اولین بار نقشه کاملی از مغز مگس میوه شامل بیش از ۱۳۰ هزار سلول عصبی (نورون) و ۵۰ میلیون اتصال عصبی ترسیم کنند.
این دقیقترین تجزیه و تحلیل مغز یک جاندار بالغ است که تا کنون تولید شده است.
محققان برای تولید نقشه مغز مگس ابتدا از بیش از ۷ هزار بخش مغز ۲۱ میلیون عکس میکروسکوپی تهیه کردند. آنها سپس رایانهها را طوری برنامهریزی کردند که با کمک هوش مصنوعی تصویر هر دو اتصال نورونی را به صورت سهبعدی استخراج کنند.
در این پژوهش از یک برنامه هوش مصنوعی استفاده شد که توسط دانشگاه پرینستون توسعه داده شده بود. با این حال هوش مصنوعی نیز کامل نبود و آنها مجبور شدند بیش از ۳ میلیون اشتباه را به طور دستی برطرف سازند.
این نقشه مغز مگس میوه ۸۴۵۳ نوع سلولی شناختهشده را شناسایی کرد که بیش از ۴۵۰۰ مورد آن کشفیات جدید هستند. این نقشه دقیق به دانشمندان ابزاری قدرتمند برای درک شبکههای عصبی ارائه و به آنها امکان میدهد تا رفتارهای پیچیدهای مانند راه رفتن، پرواز و پردازش حسی را مطالعه کنند.
در حالی که مگسها مغزی کوچکتر از سر سوزن دارند، میتوانند با کمک آن کارهای پیچیدهای نظیر مسیریابی، پرواز، جستجوی غذا و حتی تولید صدا برای جذب جفت را انجام دهند. مغز مگسها میتواند تغییرات محیط اطراف را پیشبینی کند و آنها را در فرار کردن از شکارچیان یاری دهد.
این در شرایطی است که علم مدرن با همه پیشرفتهایش هنوز نتوانسته رایانهای همچون مغز مگس به اندازه یک ارزن بسازد طوری که قادر به انجام همه این وظایف باشد.
با وجود اینکه این دستاورد در مقایسه با مغز انسان که حاوی ۸۰ میلیارد نورون است کوچک به نظر میرسد، اما گامی بزرگ در زمینه علوم اعصاب به شمار میرود.
دانشمندان در حقیقت هنوز فناوری لازم برای گرفتن تمام اطلاعات مربوط به سلولهای عصبی و اتصالات آنها در مغز انسان را در اختیار ندارند.
محققان پیش از این اتصالات مغزی یک کرم ساده (C.elegans) دارای ۳۰۰ اتصال و یک حشره با ۳ هزار اتصال عصبی را ترسیم کرده بودند. اما ترسیم ۱۳۰ هزار اتصالات کامل یک دستاورد شگفتانگیز است که راه را برای یافتن اتصالات مغزهای بزرگتر نظیر موش و شاید انسان برای چندین دهه بعد هموار میکند.
یافتههای اصلی این تحقیقات در قالب ۹ مقاله در مجله معتبر Nature منتشر شده و این پژوهش میتواند مسیر جدیدی برای مطالعات علوم اعصاب و درک بهتر از نحوه عملکرد مغز ارائه دهد.
احتمال دارد که این تحقیق به دریافت جایزه نوبل منجر و به شش جایزه نوبلی که تاکنون به مطالعات مرتبط با مگس میوه اعطا شده، افزوده شود.
نقشهبرداریهای مشابه از مغز موجودات سادهتری مانند نماتد Caenorhabditis elegans، با ۳۰۲ نورون، منجر به اهدای جایزه نوبل به پژوهشگران شده بود.