العلماء يرسمون الخريطة الأكثر تعقيدًا حتى الآن لـ “أسلاك” دماغ حشرة

يفهم الباحثون بنية الأدمغة وقاموا برسمها بشيء من التفصيل ، لكنهم ما زالوا لا يعرفون بالضبط كيف يعالجون البيانات – لذلك ، هناك حاجة إلى “خريطة دائرة” مفصلة للدماغ.

الآن ، أنشأ العلماء مثل هذه الخريطة للمخلوق الأكثر تقدمًا حتى الآن: يرقة ذبابة الفاكهة. يطلق عليه اسم شبكة عصبية ، وهو يرسم مخططًا للخلايا العصبية 3016 للحشرة و 548000 نقطة تشابك عصبية ، أخبار علم الأعصاب تم الإبلاغ عنه. ستساعد الخريطة الباحثين على دراسة فهم أفضل لكيفية سيطرة أدمغة كل من الحشرات والحيوانات على السلوك والتعلم ووظائف الجسم والمزيد. قد يكون العمل مصدر إلهام لشبكات الذكاء الاصطناعي المحسّنة.

قال البروفيسور: “حتى هذه اللحظة ، لم نر بنية أي دماغ باستثناء الدودة المستديرة C. elegans ، والشرغوف من الحبال المنخفضة ، ويرقة دودة علقية بحرية ، وكلها تحتوي على عدة مئات من الخلايا العصبية”. مارتا زلاتيك من مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية. “هذا يعني أن علم الأعصاب كان يعمل في الغالب بدون خرائط دائرية. بدون معرفة بنية الدماغ ، فإننا نخمن طريقة تنفيذ الحسابات. ولكن الآن ، يمكننا البدء في اكتساب فهم ميكانيكي لكيفية عمل الدماغ.”

لبناء الخريطة ، أجرى الفريق مسحًا ضوئيًا لآلاف الشرائح من دماغ اليرقة باستخدام مجهر إلكتروني ، ثم دمجها في خريطة مفصلة ، مع وضع تعليقات توضيحية على جميع الوصلات العصبية. ومن هناك ، استخدموا أدوات حسابية لتحديد مسارات تدفق المعلومات المحتملة وأنواع “أشكال الدوائر” في دماغ الحشرة. حتى أنهم لاحظوا أن بعض الميزات الهيكلية تشبه إلى حد بعيد هندسة التعلم العميق الحديثة.

وضع العلماء خرائط تفصيلية لدماغ ذبابة الفاكهة ، وهي أكثر تعقيدًا بكثير من يرقة ذبابة الفاكهة. ومع ذلك ، لا تتضمن هذه الخرائط جميع الاتصالات التفصيلية المطلوبة للحصول على خريطة دائرة حقيقية لأدمغتهم.

كخطوة تالية ، سيقوم الفريق بالتحقيق في الهياكل المستخدمة للوظائف السلوكية مثل التعلم واتخاذ القرار ، وفحص نشاط الشبكة أثناء قيام الحشرة بأنشطة محددة. وبينما تعتبر يرقة ذبابة الفاكهة حشرة بسيطة ، يتوقع الباحثون رؤية أنماط مماثلة في الحيوانات الأخرى. قال زلاتيك: “بالطريقة نفسها التي يتم بها حفظ الجينات عبر مملكة الحيوان ، أعتقد أنه سيتم أيضًا الحفاظ على الزخارف الأساسية للدوائر التي تنفذ هذه السلوكيات الأساسية”.