Znanstvenici iz Googlea i kampusa za istraživanje Janelia u Virginiji objavili su najveću mapu veza unutar životinjskog mozga, podijelivši sa svijetom 3D model visoke razlučivosti na kojem je moguće vidjeti 20 milijuna sinaptičkih veza koje povezuju oko 25.000 neurona unutar mozga skromne vinske mušice.

Google Maps - za mozak

Ovaj model je velik korak prema naprijed u znanstvenom polju 'konektomije' (connectomics), nastojanju da se modernim tehnikama očitavanja stvori zemljovid fizičkih veza unutar mozga. Ova mapa, više poznata kao 'konektom' pokriva svega trećinu mozga sićušne životinje. Podsjetimo, do danas smo uspješno mapirati mozak samo jedne životinje, crva oblića C. elegans.

Pitanje je, doduše, ima li ovaj pothvat ikakvog smisla?

Konektomija, kao takva, ima vrlo upitnu reputaciju unutar znanstvenih krugova. Dok jedan dio znanstvene zajednice bodri napredak u polju, tvrdivši da mapiranjem mozga možemo dobiti bolji uvid u niz fizičkih aktivnosti, kritičari naglašavaju da spomenutom metodom do danas nismo dobili niti jedno koankretno otkriće. Štoviše, oni naglašavaju da bi se enormna količina sredstava potrebna za mapiranje neurona mogla vrlo lako preusmjeriti u neka konkretnija i korisnija znanstvena područja.

Put prema ničemu?

'Rekonstrukcija o kojoj je riječ zbilja je fantastična demonstracija moderne tehnologije' komentirao je Mark Humpries, neuroznanstvenik na sveučilištuu Nottinghamu u razgovoru sa The Vergeom. 'Problem je što on sam po sebi neće odgovoriti na niti jedno pitanje, već će možda jednog dana poslužiti kao resurs u nekom potencijalnom otkriću'.

Trodimenzionalna mapa koju je razvio Google i FlyEM tim u Janeliji veliko je tehnološko dostignuće - proizvod automatiziranih metoda i napornog rada. Prvi zadatak pri kreiranju ovakve mape je rezanje mozga mušice u komadiće debline 20 mikrona. Razlog zbog kojeg je za pokus korištena vinska mušica njihov je mozak koji, unatoč veličine zrna maka, mušici omogućava niz složenih ponašanja uključujući različite plesove udvaranja.

Mukotrpni proces

Svaki komadić je zasebno skeniran tako da ga se bombardira elektronima iz elektronskog mikroskopa. Rezultat su podaci koji se sastoje od 50 trilijuna 3D piksela ili voksela koji se potom procesiraju pomoću algoritma koji prate puteve svake pojedine stanice. Za izradu modela kojeg upravo gledamo, primjerice, znanstvenicima je trebalo dvije godine.

Unatoč algoritmima iz Googlea, posao je zahtjevao veliku količinu ljudskog rada koji se uglavnom sačinjavao od 'lekturiranja' 3D mape te analiziranja putanje svake od 20 milijuna kemijskih sinapsi pomoću kaciga za virtualnu stvarnost i posebnog sustava za uređivanje 3D objekata.

Uz sav uložen rad, rezultat je na koncu mapa samo dijela mozga mušice. Usporedbe radi, mozak vinske mušice ima 100.000 neurona, dok ljudski ima 86 milijardi.

Svijetla budućnost

Joshua Vogelstein, jedan od zagovornika ove metode i suosnivač Open Connectome Projecta, The Vergeu je prekao da će rezultati ovog istraživanja u budućnosti znanstvenicima pružiti nevjerojatne beneficije. Vogelstein, naime, tvrdi da će u idućih deset godina rezultati istraživanja poput ovog ponuditi prve primjenjive rezultate.

Google i FlyEM sve su otkrivene i mapirane podatke ponudili besplatno putem interneta. Grupa je također izdala znanstveni rad u kojem objašnjava svoju metodiku, a najavili su da će u budućnosti dokumentirati još detalja u sklopu naknadnh objava.