Med hjälp av en mus som fick titta på olika filmklipp, från bland annat The Matrix, har forskare skapat den största funktionella 3D-kartan över en del av en däggdjurshjärna någonsin. Den högupplösta kartan innehåller mer än 200 000 hjärnceller.
Tankar, känslor, tal och rörelser styrs av neuroner i hjärnan som skickar signaler via axoner, dendriter och synapser. Men hur nätverk av nervceller samverkar – och hur störningar i dessa kopplingar kan bidra till sjukdomar som Alzheimers eller autism – är ännu inte fullständigt kartlagt.
– Du kan ställa upp tusen hypoteser om hur hjärncellerna kan göra sitt jobb, men du kan inte testa hypoteserna om du inte vet det kanske mest grundläggande – hur cellerna är kopplade till varandra, säger Clay Reid, forskare vid Allen Institute, till CBC.
I ett nytt projekt, som presenteras i totalt åtta studier av ett globalt team med över 150 forskare, vill man ta ännu ett steg framåt i hjärnforskningen genom att kartlägga delar av en mushjärna. Under två timmar fick musen titta på olika klipp från filmer, bland annat från The Matrix, och sedan lyckades forskare kartlägga celler i en kubikmillimeter av musens hjärnvävnad och genom det skapa en högupplöst 3D-karta. Den innehåller över 200 000 hjärnceller, varav omkring 82 000 är neuroner.
Den tidigare mest detaljerade kartan över en människohjärna innehåller 16 000 neuroner.
Som att titta på ”nattens stjärnor”
Den nya kartan fångar också aktiviteten hos tiotusentals nervceller som avfyrar signaler och interagerar med varandra för att bearbeta visuell information. Resultaten ”är verkligen fantastiskt vackra”, säger Forrest Collman, neurovetare vid Allen Institute, som är medförfattare till studien.
– När man tittar på det får man verkligen en känsla av vördnad inför komplexiteten i hjärnan som är väldigt lik den när man tittar upp på nattens stjärnor, säger han till Nature.
Forskarna kallar projektet ett nytt grundläggande steg inom hjärnforskningen och tror att tekniken som utvecklats kan bli användbar för att identifiera störningar i hjärnan. Nästa steg är att kartlägga en hel mushjärna.
– Den teknik som utvecklats i det här projektet kommer att ge oss vår första chans att verkligen identifiera någon form av onormalt mönster av konnektivitet som ger upphov till en störning, säger Sebastian Seung, neurovetare och datavetare från Princeton, en av studiens ledande forskare.
