Μια τεράστια προσπάθεια από μια ομάδα επιστημόνων της Janelia Research Campus αυξάνει γρήγορα τον αριθμό των πλήρως ανιχνευμένων νευρώνων στον εγκέφαλο του ποντικιού. Οι ερευνητές παντού μπορούν τώρα να περιηγηθούν και να κατεβάσουν τα δεδομένα 3-D.
Μέσα στον εγκέφαλο του ποντικιού, οι μεμονωμένοι νευρώνες στα ημισφαίρια, ξεχωρίζουν τα διακλαδιστικά μοτίβα και, τώρα όπως έχουν δείξει οι ερευνητές, συχνά εκσφενδονίζουν ρινικές ίνες σχεδόν μισού μέτρου.
Οι επιστήμονες μπορούν να δουν και να εξερευνήσουν αυτά τα περιπλανιζόμενα νευρικά ίχνη σε 3-D, στον πιο εκτεταμένο χάρτη της καλωδίωσης εγκεφάλου ποντικιού που επιχειρήθηκε. Ο χάρτης αναπαράγει ολόκληρο το σχήμα και τη θέση περισσότερων από 300 από τους περίπου 70 εκατομμύρια νευρώνες στον εγκέφαλο του ποντικιού. Προηγούμενες προσπάθειες για την ανίχνευση της πορείας των μεμονωμένων νευρώνων είχαν συμπληρωθεί στις δεκάδες.
“Τρεις εκατοντάδες νευρώνες είναι μόνο η αρχή”, λέει η νευροεπιστήμονας Jayaram Chandrashekar, ο οποίος ηγείται της ομάδας έργου Janelia, που ονομάζεται MouseLight για το έργο της που φωτίζει τα κυκλώματα του εγκεφάλου του ποντικιού. Αυτή και οι συνάδελφοί της αναμένουν να εντοπίσουν εκατοντάδες περισσότερους νευρώνες κατά τους προσεχείς μήνες – και μοιράζονται όλα τα δεδομένα με την κοινότητα των νευροεπιστημόνων.
Η ομάδα κυκλοφόρησε το σύνολο δεδομένων και ένα εργαλείο ανάλυσης, το οποίο ονομάζεται MouseLight NeuronBrowser, στις 27 Οκτωβρίου 2017 και θα αναφέρει τις εργασίες το Νοέμβριο στην ετήσια συνάντηση της Εταιρείας για τη Νευροεπιστήμη στην Ουάσινγκτον. Ελπίζουν ότι τα ευρήματα θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναρωτηθούν και αρχίζουν να απαντούν σε ερωτήσεις για το πώς οργανώνονται οι νευρώνες και πώς οι πληροφορίες ρέουν μέσω του εγκεφάλου.
Οι εικόνες που συλλέγονται από τη μικροσκοπία δύο φωτονίων δείχνουν έναν αξόνιο και τους δενδρίτες που προεξέχουν από το σώμα των κυττάρων του νευρώνα (σφαίρα στο κέντρο). “Το νέο σύνολο δεδομένων του MouseLight είναι το μεγαλύτερο του είδους του”, λέει ο νευροεπιστήμονας Wyatt Korff, διευθυντής των ομάδων έργων στη Janelia. “Θα αλλάξει την άποψη του βιβλίου των νευρώνων.”
Σε ένα τυπικό βιβλίο βιολογίας, οι νευρώνες μοιάζουν σαν ένα τηγανισμένο αυγό με μια ουρά. Οι νευρώνες στέλνουν μηνύματα που τρέχουν κάτω από την ουρά ή ο νευρικός και άλλοι νευρώνες σηκώνουν τα μηνύματα μέσω διακλαδώσεων που ονομάζονται δενδρίτες. Πληροφορίες zipping μεταξύ αυτών των κελιών είναι αυτό που επιτρέπει στους ανθρώπους να πάρουν ένα φλιτζάνι καφέ ή να θυμούνται πού βάζουν τα κλειδιά του αυτοκινήτου. Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι η άποψη των νευρώνων στο βιβλίο είναι υπερπροσχεδιασμένη, λέει ο Chandrashekar. Αλλά τα δεδομένα της ομάδας υποδηλώνουν ότι οι νευρώνες είναι συχνά πολύ πιο εκτεταμένοι και συνδεδεμένοι από ό, τι πιστεύουν κάποτε οι επιστήμονες.