Mozak voćne mušice manji je od zrna maka, ali u njemu se nalazi izuzetno složena mreža koja životinji omogućava da leti, pronalazi hranu, izbegava opasnost, bira partnera i donosi odluke. Naučnici su sada napravili detaljnu mapu centralnog nervnog sistema odraslog mužjaka, obuhvativši više od 166.000 neurona i milione veza između njih.
Takva mapa naziva se konektom. Ona ne prikazuje samo položaj nervnih ćelija, već i način na koji su one međusobno povezane. Mogla bi se uporediti sa veoma složenom mapom puteva na kojoj nisu označeni samo gradovi već i svaka raskrsnica, jednosmerna ulica i pravac u kojem informacija može da putuje.
Live Science je 3. septembra predstavio novu rekonstrukciju i istakao da ona prvi put omogućava neposredno poređenje kompletnih neuronskih mreža mužjaka i ženke iste vrste. Ranije je detaljno mapiran nervni sistem ženke voćne mušice, ali biologija dva pola nije potpuno ista. Određena ponašanja, posebno ona povezana sa udvaranjem i razmnožavanjem, oslanjaju se na specifične neuronske sklopove.
Da bi napravili mapu, istraživači su nervno tkivo podelili na izuzetno tanke slojeve i snimili ih elektronskim mikroskopom. Dobijene fotografije zatim su povezane u trodimenzionalnu celinu. Računarski sistemi pomagali su u praćenju pojedinačnih neurona, ali je veliki deo rezultata morao da bude pregledan i ispravljen ručno.
Jedan neuron može se protezati kroz više snimaka i granati u različitim pravcima. Ako algoritam pogrešno spoji dve ćelije ili prekine jednu granu, greška može promeniti tumačenje čitavog sklopa. Zbog toga je izrada konektoma dugotrajan posao čak i kada se koriste savremeni alati veštačke inteligencije.
Posebno su zanimljive razlike između mužjaka i ženki. Veći deo nervnog sistema organizovan je na sličan način jer oba pola moraju da hodaju, lete, vide i pronalaze hranu. Ipak, pojedini neuronski krugovi postoje samo kod jednog pola ili su povezani na drugačiji način. Te razlike mogu objasniti kako mali broj specijalizovanih neurona proizvodi veoma različito ponašanje.
Mužjak voćne mušice, na primer, izvodi složen ritual udvaranja. Prilazi ženki, prati njeno kretanje, dodiruje je i vibriranjem jednog krila proizvodi karakterističnu „pesmu“. Da bi to uspeo, njegov mozak mora da spoji vid, miris, ukus, kretanje i prethodna iskustva. Nova mapa omogućava naučnicima da prate čitav put informacije od čulnog signala do pokreta.
Voćne mušice su veoma udaljene od ljudi, ali njihovi neuroni koriste mnoga osnovna pravila koja postoje i u složenijim mozgovima. Zbog toga se decenijama koriste u istraživanjima pamćenja, sna, zavisnosti, starenja i neuroloških poremećaja.
Konektom sam po sebi ne objašnjava šta svaki neuron radi. Mapa puteva ne govori kojim će putem neko zaista krenuti niti zbog čega je izabrao baš njega. Istraživači zato moraju da povežu anatomsku mrežu sa snimcima aktivnosti neurona i posmatranjem ponašanja živih mušica.
Ipak, potpuna mapa daje im polaznu osnovu kakvu ranije nisu imali. Umesto nagađanja koje ćelije komuniciraju, sada mogu da izaberu određenu vezu, promene njenu aktivnost i provere kako se ponašanje menja.
U sićušnoj glavi voćne mušice nalazi se mreža dovoljno složena da njeno mapiranje zahteva ogromne količine podataka i godine rada. Upravo ta činjenica pokazuje koliko još treba naučiti pre nego što u potpunosti razumemo mnogo veći i složeniji ljudski mozak.
S.B.
