O echipă internațională de cercetători a reușit să creeze prima hartă completă a conexiunilor dintr-un creier întreg – cel al unei muște de fructe. Acesta este un pas revoluționar în neuroștiință, deschizând uși către o înțelegere mai profundă a funcționării creierului și a modului în care neuronii interacționează între ei.
Chiar dacă vorbim de creierul unei muște, această descoperire are implicații uriașe pentru știință, iar tehnologia din spatele acestei realizări va putea fi aplicată în viitor și pe creiere mai complexe, cum ar fi cele ale șoarecilor și chiar ale oamenilor.
De ce sunt importante hărțile cerebrale?
Hărțile care ilustrează fiecare neuron dintr-un creier și toate conexiunile dintre aceștia sunt denumite conectome. Primul organism al cărui sistem nervos a fost cartografiat complet a fost viermele Caenorhabditis elegans în anul 1986, un organism des folosit în cercetările de laborator. Cu toate acestea, C. elegans nu are un creier propriu-zis, ci doar un „inel nervos” simplu, ce permite un nivel limitat de funcționare.
Muștele de fructe (Drosophila melanogaster), însă, au un creier mult mai complex, de aproximativ 140.000 de neuroni, conectați prin peste 50 de milioane de sinapse. Aceste insecte pot desfășura activități destul de sofisticate, cum ar fi zborul, orientarea în spațiu și comportamentele de curtare, toate acestea fiind controlate de creierul lor relativ mic. Maparea întregului creier al unei muște este un pas uriaș pentru neuroștiință, deoarece ne oferă o perspectivă detaliată asupra mecanismelor care controlează funcționarea creierului.
„Pentru majoritatea creierelor, nu avem nicio idee despre cum funcționează rețelele neuronale”, a explicat dr. Gregory Jefferis de la Universitatea Cambridge, unul dintre liderii echipei de cercetare.
„Pentru a înțelege cum funcționează creierul, trebuie să înțelegem cum sunt conectați neuronii”.
Ce urmează după această descoperire?
Obținerea unui conectom complet pentru o muscă de fructe nu a fost o sarcină ușoară. Echipa a lucrat cu 21 de milioane de imagini ale creierului unei muște de fructe adulte, toate aliniate cu ajutorul inteligenței artificiale. Această realizare este cu atât mai impresionantă, având în vedere că în 2021 doar 15% dintre neuronii acestui creier fuseseră complet analizați și verificați.
Cu toate că acest prim conectom este finalizat, echipa de cercetare nu se oprește aici. Următorul obiectiv este cartografierea creierului unui șoarece, un pas intermediar înainte de a încerca să facă același lucru cu creierul uman, mult mai complex, având aproximativ 80 de miliarde de neuroni.
Deși cartografierea unui creier uman complet este o provocare uriașă, acest proiect deschide noi perspective pentru cercetarea neurologică. Cercetătorii cred că descoperirile din această mapare a creierului muștei vor putea facilita înțelegerea anumitor procese cerebrale comune și la oameni, având în vedere că muștele împărtășesc 60% din ADN-ul nostru.
„Ani întregi de cercetare anatomică pentru a urmări conectivitatea ar putea fi înlocuiți cu doar câteva clicuri pe site-ul FlyWire”, a spus Anita V. Devineni, subliniind importanța acestei descoperiri pentru viitoarele cercetări.
Acest nou progres nu marchează doar un pas major în cartografierea creierelor, ci și o etapă esențială în dezvoltarea tehnologiilor care vor permite cercetarea neuroștiințelor la un nivel mult mai detaliat decât a fost vreodată posibil.
