Onderzoekers begrijpen de structuur van de hersenen en hebben deze tot in detail in kaart gebracht, maar ze weten nog steeds niet precies hoe het gegevens verwerkt - dit vereist een gedetailleerd "schema" van de hersenen. Wetenschappers hebben nu zo'n kaart gemaakt voor een fruitvlieglarve. Het wordt een verbinding genoemd en vertoont 3016 neuronen en 548 synapsen van een insect, volgens Neuroscience News. De kaart zal onderzoekers helpen beter te begrijpen hoe de hersenen van insecten en dieren gedrag, leren, lichaamsfuncties en meer beheersen. Dit werk kan zelfs leiden tot verbeteringen in kunstmatige-intelligentienetwerken.
"Tot nu toe hebben we de structuur van andere hersenen dan de rondworm C. elegans, het nematode-kikkervisje en de larvale mariene ringworm, die honderden neuronen hebben, niet gezien", zegt professor Marta Zlatik van het MRC's Laboratory of Molecular Biology. - Dit betekent dat neurowetenschap meestal zonder circuits werkte. Zonder de structuur van de hersenen te kennen, raden we hoe berekeningen worden uitgevoerd. Maar nu kunnen we beginnen een mechanistisch begrip te krijgen van hoe de hersenen werken."
Om de kaart te maken, scande het team duizenden plakjes van de hersenen van de larve met een elektronenmicroscoop en integreerde ze vervolgens in een gedetailleerde kaart, waarbij alle neurale verbindingen werden gemarkeerd. Vervolgens gebruikten ze computationele hulpmiddelen om de waarschijnlijke paden van informatiestroom en de soorten "schematische motieven" in de hersenen van het insect te bepalen. Ze merkten zelfs dat sommige structurele kenmerken sterk lijken op moderne deep learning-architectuur.
Wetenschappers hebben gedetailleerde kaarten gemaakt van de hersenen van een fruitvlieg, die veel complexer is dan die van een fruitvlieglarve. Deze kaarten bevatten echter niet alle gedetailleerde verbindingen die nodig zijn om een echt schema van de hersenen te verkrijgen.
In de volgende fase zal het team de structuren onderzoeken die worden gebruikt voor gedragsfuncties zoals leren en besluitvorming, en ook de activiteit van het connectoom bestuderen wanneer het insect bepaalde acties uitvoert. En hoewel de larve van de fruitvlieg een eenvoudig insect is, verwachten onderzoekers soortgelijke patronen ook bij andere dieren te zien. "Net zoals genen in het hele dierenrijk worden bewaard, denk ik dat de basismotieven van de circuits die deze fundamentele gedragspatronen implementeren, ook behouden zullen blijven", zei Zlatik.
Ook interessant: