Команда американских ученых обучила компьютер распознавать поведение насекомых и связывать его с работой отдельных групп нейронов. Это помогло исследователям создать атлас нейронной активности головного мозга дрозофилы обыкновенной (Drosophila melanogaster) во время разных видов деятельности, как двигательной, так и поведенческой. Полный текст статьи доступен для прочтения на сайте журнала Cell.

Составление функционального атласа головного мозга с разметкой работы каждой группы нейронов – задача не из легких. Подобными проектами занимаются широко финансируемые государством предприятия, такие как BRAIN Initiative в США и Human Brain Project в Европе. Однако, прежде чем добиться успеха в создании функционального атласа нейронной активности мозга человека, который содержит 85 миллиардов отдельных клеток, нужно разобраться в активности мозга особей с менее развитой и сложной мозговой системой — например, насекомых.

Robie et al. / Cell 2017

Авторы нового исследования изучили поведение 400 тысяч особей вида дрозофилы обыкновенной (Drosophila melanogaster). Эти насекомые —часть другого проекта научно-исследовательской организации Janelia в Вирджинии. Мозг каждой из изученных особей «настроен» на активацию отдельно взятой группы нейронов. Задача, которую поставили перед собой ученые в новой работе, заключалась в соотнесении поведения отдельной особи с активностью ее головного мозга.

Ученые собрали 225 дней (практически 500 терабайт) видеоматериала, изображающего 14 разных видов поведения (передвижение, попытки спаривания, избегание сородичей, взмахи крыльев) особей дрозофилы обыкновенной. Затем, с помощью технологии JAABA (Janelia Automatic Animal Behavior Annotator), позволяющей автоматически распознавать различные виды деятельности и поведения животных, они соотнесли каждый отдельный вид поведения с активными нейронными связями. В результате ученые смогли создать функциональную карту головного мозга, изображающую нейронные корреляты различных видов деятельности. С результатами работы ученых можно ознакомиться по ссылке.

Активация головного мозга дрозофилы во время трех видов деятельности. Слева направо: ходьба, избегание сородичей, погоня самки дрозофилы за сородичами. Robie et al. / Cell 2017

Ученые считают, что усовершенствование их метода сможет в скором времени помочь изучить нейронную активность головного мозга намного более сложных по структуре организмов, даже человека. 

В нашем материале вы можете узнать об успехах японских ученых в области компьютерного моделирования головного мозга человека.

Автор: Елизавета Ивтушок