Учёные впервые собрали полную карту мозга мухи — каждый нейрон и каждую связь. Второй коннектом дрозофилы открывает новую эру нейробиологии.
Коннектом — это каталог всех нейронов мозга, их положения в 3D и всех связей (синапсов) между ними.
Собрать 300 миллионов связей вручную невозможно. Понадобился союз биологов Janelia и инженеров Google.
Сравнив два коннектома, учёные нашли нейроны, специфичные для пола, и проследили их связь с генами dsx и fru.
Два гена превращают число X- и Y-хромосом в различия поведения. Но не всё объясняется ими напрямую.
Найдя нейрон, учёный открывает браузер и видит все его связи — гипотезы становятся точнее.
Теоретики получили «схему проводки» — теперь спрашивают, как эта схема рождает функцию.
Видно, как гены dsx и fru превращают хромосомы в различия поведения.
Как и геном, коннектом ускорит массу уже идущих исследований.
Цель — сделать коннектом мыши той же командой в 50 человек, несмотря на 1000× больше нейронов.
Без генеративных моделей Google задача была бы невыполнима — это «гранд-челлендж».
Мозг мухи слишком прост, чтобы чему-то научить.
Коннектом — это просто «фотография» мозга, без науки.
Всё сделали машины, люди не нужны.
300 млн синапсов — это сложность, которую невозможно собрать вручную, и она уже даёт открытия о поле.
Коннектом — «схема проводки», которая меняет саму постановку вопросов в теоретической нейробиологии.
Люди-корректоры итеративно настраивают модели — это союз человека и ИИ, а не замена.
Мужских специфичных нейронов в 4 раза больше, чем женских — и они кластеризуются, усиливая сигнал.
Девять из десяти мужских нейронов несут активные dsx и fru — но 10% получили пол иначе.
Половые различия меняют зоны интеграции и решений, а сенсорика и моторика остаются стабильны.
Нейроны, управляющие реакцией самки на спаривание, есть и у самца — хотя ткани, которой они управляют, у него нет.
Как в геномике, стоимость коннектома будет резко падать по мере автоматизации — путь к мозгу мыши открыт.
«Раньше теоретики спрашивали: как мозг мог бы работать? Теперь у них есть схема — и вопрос стал точнее».
— Джерри Рубин, старший автор исследования, Janelia Research Campus