Naukowcy rozumieją strukturę mózgów i zmapowali ją dość szczegółowo, ale nadal nie wiedzą dokładnie, w jaki sposób przetwarzają dane — do tego potrzebna jest szczegółowa „mapa kołowa” mózgu.
Teraz naukowcy stworzyli taką mapę najbardziej zaawansowanego jak dotąd stworzenia: larwy muszki owocowej. Nazywa się to siecią neuronową i przedstawia wykres 3016 neuronów owada i 548 000 synaps, Wiadomości z neuronauki Zostało to zgłoszone. Mapa pomoże naukowcom lepiej zrozumieć, w jaki sposób mózgi owadów i zwierząt kontrolują zachowanie, uczenie się, funkcje organizmu i nie tylko. Praca może zainspirować ulepszone sieci sztucznej inteligencji.
„Do tej pory nie widzieliśmy struktury żadnego mózgu, z wyjątkiem glisty C. elegans, kijanki niskich akordów i larwy morskiej pierścienicy, z których wszystkie zawierają kilkaset neuronów” – powiedział profesor. Marta Zlatek z Pracowni Biologii Molekularnej MRC. „Oznacza to, że neuronauka działała głównie bez okrągłych map. Nie znając struktury mózgu, zgadujemy, w jaki sposób przeprowadzane są obliczenia. Ale teraz możemy zacząć zdobywać mechanistyczne zrozumienie tego, jak działa mózg”.
Aby zbudować mapę, zespół przeskanował tysiące wycinków mózgu gąsienicy za pomocą mikroskopu elektronowego, a następnie połączył je w szczegółową mapę, opisując wszystkie połączenia neuronowe. Stamtąd wykorzystali narzędzia obliczeniowe do zidentyfikowania potencjalnych ścieżek przepływu informacji i rodzajów „kształtów obwodów” w mózgu owada. Zauważają nawet, że niektóre cechy strukturalne są bardzo podobne do współczesnej architektury głębokiego uczenia się.
Naukowcy stworzyli szczegółowe mapy mózgu muszki owocowej, który jest znacznie bardziej złożony niż larwa muszki owocowej. Jednak mapy te nie obejmują wszystkich szczegółowych połączeń wymaganych do uzyskania prawdziwej mapy obwodów ich mózgów.
W kolejnym kroku zespół zbada struktury wykorzystywane do funkcji behawioralnych, takich jak uczenie się i podejmowanie decyzji, badając aktywność sieciową podczas wykonywania określonych czynności przez owada. Chociaż larwa muszki owocowej jest prostym owadem, naukowcy spodziewają się zaobserwować podobne wzorce u innych zwierząt. „W ten sam sposób, w jaki geny są zachowywane w całym królestwie zwierząt, wierzę, że podstawowe motywy obwodów, które wykonują te podstawowe zachowania, również zostaną zachowane” – powiedział Zlatek.