کامل ترین نقشه‌ی مغزی تا کنون؛ نشان دهنده‌ی تک تک نورون‌های مغز یک مگس میوه

یک تیم تحقیقاتی یک تصویر سه بعدی با وضوح بالا از مغز یک مگس میوه تولید کردند که تک تک 100.000 نورون موجود در مغز مگس را نشان می‌داد. به طوری که محققان می‌توانند تا مقیاس نانو در آن بزرگنمایی کرده و مسیرهای خاص نورونی را دنبال کنند.

این کامل‌ترین نقشه‌ی مغزی به دست آمده تا کنون است. مغز مگس میوه تنها به اندازه‌ی یک دانه کنجد است، با این حال پیچیدگی‌های فراوانی دارد.

این کار با ترکیب تقریباً 21 میلیون تصویر گرفته شده از بیش از 7هزار برش مغزی انجام شده است.

دانشمندان امیدوار بودند که این نقشه بتواند به ما در درک بسیار بهتر چگونگی عملکرد سلول‌های عصبی و مغز کمک کند، چه در مگس میوه و چه در مغز انسان. یکی از اعضای تیم می‌گوید: تا به حال تمامی مغز مگس با این رزولوشن تصویربرداری نشده بود، به طوری که ارتباطات بین نورون‌ها به شما نشان داده می‌شود. برای تولید این تصویر، دانشمندان از تکنیک خاصی استفاده کردند که serial section transmission electron microscopy نامیده می‌شود.

دانشمندان ابتدا غشای سلول‌های عصبی را با فلزات سنگین پر کردند تا محدوده‌ی بیرونی نورون‌ها و سیناپس‌های متصل کننده‌ی آن‌ها به یک‌دیگر ایجاد شود. سپس بیم‌های الکترونی به سمت مغز شلیک شد و از آن عبور کرد. الکترون‌ها با برخورد به فلزات – مشابه برخورد پرتو ایکس – پراکنده یا بازتاب شدند. دو دوربین پر سرعت و دو سیستم کامپیوتری هم وظیفه‌ی جمع آوری میلیون‌ها تصویر را بر عهده داشتند. کل یک برش مغزی در کمتر از 7 دقیقه تصویربرداری می‌شد، 5 دقیقه سریع‌تر از موارد مشابه قبلی. مرحله‌ی بعدی پردازش نقشه‌ی تمام 100.000 نورون موجود در مغز مگس میوه بود که به زمان بسیار بیشتری نیاز داشت.

این نقشه در حال رسیدن به اکتشافات فراوانی است، تیم مسیر گروهی از نورون‌ها را به قسمتی از مغز که در حافظه و یادگیری دخیل است، دنبال کرده‌اند که به آن نورون‌های olfactory Projection گفته می‌شود.

آن‌ها نورون‌ها و مسیر اطلاعاتی پیدا کردند، که تا پیش از این شناسایی نشده بود. این امر می‌تواند به محققان کمک کند درک کنند که یک مگس میوه چگونه فرآیند یادگیری را پردازش می‌کند. مگس‌های میوه می‌توانند یاد بگیرند و به خاطر بیاورند. آن‌ها می‌دانند کدام محل‌ها امن و کدام‌ها خطرناک ‌اند.

داده‌های حاصل از این پروژه در حال حاضر برای عموم قابل دسترس است که آن را دانلود کنند و در آن به کاوش بپردازند، و تیم امیدوار است که این امر بتواند به درک بهتری از رفتار مگس میوه بیانجامد.

این دانشمندان از تصاویر مغز مگس میوه، مقدار زیادی اطلاعات جذاب در اختیار دارند تا روی آن‌ها مطالعه کنند. محققان مربوطه اشاره می‌کنند که این حشره‌ی کوچک، از لحاظ فکری، بسیار پیشرفته‌تر از آن چیزی است که مردم فکر می‌کنند.

این امر به آن معنی است که ارتباطات نورونی بسیار بیشتری برای آنالیزهای بعدی در دسترس دانشمندان است.