การทำแผนที่สมองแมลงวันผลไม้

การทำแผนที่สมองแมลงวันผลไม้

วอชิงตัน — เทคนิคใหม่ที่ใช้คอมพิวเตอร์กำลังสำรวจพื้นที่ที่ไม่จดที่แผนที่ในสมองของแมลงวันผลไม้ด้วยรายละเอียดแบบเซลล์ต่อเซลล์ที่สามารถสร้างในเครือข่ายเพื่อดูรายละเอียดว่าเซลล์ประสาททำงานร่วมกันอย่างไร การวิจัยอาจนำไปสู่แผนแม่บทที่สมบูรณ์ของสมองแมลงวันทั้งหมด การทำแผนที่เซลล์ประสาทประมาณ 100,000 เซลล์ในสมองของแมลงวัน และดูว่าพวกมันมีปฏิสัมพันธ์อย่างไรเพื่อควบคุมพฤติกรรม จะเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการหาว่าเซลล์ประสาทจำนวนหลายพันล้านเซลล์ในสมองของมนุษย์ทำงานอย่างไร

โปรแกรมได้ค้นพบคุณสมบัติใหม่บางอย่างของสมองแมลงวัน

ผลไม้แล้ว Hanchuan Peng ผู้ร่วมวิจัยจาก Janelia Farm Research Campus ของ Howard Hughes Medical Institute ในเมืองแอชเบิร์น รัฐเวอร์จิเนีย กล่าว “เราสามารถเห็นรูปแบบที่สวยงามและซับซ้อนมาก” Peng ผู้ซึ่งกล่าว นำเสนอผลงานในวันที่ 9 เมษายน ในการประชุมวิจัยแมลงหวี่ประจำปีครั้งที่ 51 “ถ้าคุณดูเซลล์ประสาทด้วยความละเอียดที่ดีขึ้น หรือดูบริเวณที่คุณไม่เคยดูมาก่อน คุณจะพบสิ่งใหม่”

เทคนิคการวิเคราะห์ใหม่สร้างแผนที่เซลล์ประสาทดิจิทัลของสมองแมลงวันผลไม้ โดยเน้นว่าเซลล์สมองแต่ละเซลล์เชื่อมโยงกันอย่างไร

ฮั่นชวนเผิง

Peng และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาวิธีการที่อธิบายไว้ใน April Nature Biotechnologyซึ่งรวมภาพต่างๆ ของสมองแมลงวันผลไม้เข้าด้วยกัน สมองมาจากแมลงวันที่ถูกโปรแกรมทางพันธุกรรมเพื่อให้เซลล์ประสาทที่เลือกเรืองแสงเมื่อถูกกระทบด้วยแสงเลเซอร์ชนิดใดชนิดหนึ่ง ด้วยการรวมภาพดิจิทัลหลายพันภาพจากแมลงวันชนิดต่างๆ กัน นักวิจัยสามารถสร้างแผนที่ว่าประชากรเซลล์ประสาทที่แตกต่างกันเหล่านี้เข้ากันได้อย่างไร แผนที่ทั้งหมดของสมองแมลงวันยังไม่เสร็จสมบูรณ์ แต่จะขยายใหญ่ขึ้นเมื่อมีการเพิ่มรูปภาพมากขึ้น

การศึกษาขนาดใหญ่ประเภทนี้ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การเชื่อมต่อ

ของเซลล์ประสาทนั้น “สำคัญมากสำหรับอนาคต” นักพันธุศาสตร์ Wei Xie จากมหาวิทยาลัยตะวันออกเฉียงใต้ในหนานจิง ประเทศจีน ให้ความเห็น การทำความเข้าใจว่าเซลล์ประสาททั้งหมดทำงานร่วมกันนั้นมีความหมายมากกว่าการศึกษาว่าเซลล์สมองเดียวเชื่อมต่อกับเซลล์อื่นอย่างไร Xie กล่าว “แค่เซลล์ประสาทไม่เพียงพอ”

“สิ่งที่เราต้องการจะทำในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าคือการเพิ่มการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ในแผนที่นี้” เผิงกล่าว เขาเปรียบกระบวนการนี้กับทรัพยากรของ Google Earth “ถ้าคุณคิดว่าสมองของแมลงวันผลไม้เปรียบเสมือนโลก เซลล์ประสาทเล็กๆ จะเป็นถนน เราต้องการทำแผนที่ถนนเซลล์ประสาทจำนวนมากสู่พื้นโลก” เขากล่าว

Peng และเพื่อนร่วมงานได้เริ่มรวมแผนที่สมองเบื้องต้นเพื่อหาคุณลักษณะที่น่าสนใจและเปรียบเทียบสมองของแมลงวันที่แตกต่างกัน นักวิจัยพบว่า รูปแบบของเส้นทางเชื่อมต่อเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ไม่แตกต่างกันมากนักในแต่ละสมอง

ในทางกลับกัน รูปร่างของเซลล์ในโครงสร้างสมองเดียวกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น รูปร่างต่างๆ ที่พบในเซลล์ประสาทของโครงสร้างสมองรูปล้อที่เรียกว่าร่างกายทรงรี “ช่างน่าอัศจรรย์” เผิงกล่าว ในแมลงวันเดียวกัน เซลล์บางส่วนแพร่กระจายภายในวงแหวน ในขณะที่เซลล์อื่นๆ ชี้ออกไปด้านนอกในรูปแบบการล็อกและกุญแจที่ซับซ้อน

ผลลัพธ์เป็นข้อมูลเบื้องต้น แต่การค้นหาการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดอาจหมายความว่าเซลล์ประสาทเหล่านี้ซึ่งคิดว่าเกือบจะเป็นสำเนาคาร์บอนของกันและกันมีความแตกต่างในการทำงานที่สำคัญ

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง