Прорыв в изучении мозга: впервые создана 3D-карта нейронов памяти мыши

Исследователи из Принстона и Института Аллена, Google создали детальную 3D-карту нейронных связей в области CA3 гиппокампа — части мозга мыши, которая отвечает за формирование и хранение воспоминаний.

Гиппокамп называют "морским коньком мозга" из-за его изогнутой формы. Это первая карта такого масштаба для этой зоны мозга.

Что сделали ученые:

Они изучили маленький участок мозга (1×1×0.1 мм) с помощью мощного электронного микроскопа, который сделал миллионы снимков. Затем ИИ помог обработать эти данные:

- ИИ выделил границы нейронов
- Соединил кусочки клеток в 3D-модели
- Определил типы нейронов
- Нашел сотни миллионов связей (синапсов) между ними

Что нашли в этом кусочке мозга?
- 1,815 основных нейронов (пирамидальных)
- 229 тормозных нейронов (они регулируют активность других клеток)
- Более 55,000 аксонов (проводов, соединяющих нейроны)
- Миллионы синапсов.

Без ИИ эта работа заняла бы десятилетия, но с ним справились за несколько лет.

Главные открытия:

1. Нейроны работают организованно. Нейроны в разных частях CA3 получают разные сигналы от другой области мозга (зубчатой извилины), которая обрабатывает информацию.

2. Тормозные нейроны как фильтры. Некоторые нейроны специально "выключают" определенные клетки, чтобы мозг не перегружался и воспоминания оставались четкими.

3. Близкие нейроны часто получают сигналы от одних и тех же источников, что помогает мозгу создавать устойчивые воспоминания.

4. Синапсы между нейронами имеют особую сферическую форму, которая делает передачу сигналов очень эффективной.

Эта карта помогает понять, как мозг:
- Различает похожие воспоминания, например, где вы парковали машину вчера и сегодня.
- Вспоминает целое по кусочку

Эти знания могут помочь:
- Изучить болезни, такие как Альцгеймер
- Создать более умные алгоритмы для ИИ, вдохновленные мозгом

Все данные исследования доступны на платформе pyr.ai