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

يفهم الباحثون بنية الأدمغة ورسموها بالتفصيل ، لكنهم ما زالوا لا يعرفون بالضبط كيف يعالجون البيانات – لهذا ، هناك حاجة إلى “خريطة دائرة” مفصلة للدماغ.

الآن ، أنشأ العلماء مثل هذه الخريطة للمخلوق الأكثر تقدمًا حتى الآن: يرقة ذبابة الفاكهة. يُطلق عليه اسم الشبكة العصبية ، وهو يرسم مخططًا للخلايا العصبية 3016 و 548000 نقطة تشابك عصبية للحشرة ، أخبار علم الأعصاب ذكرت. ستساعد الخريطة الباحثين على فهم أفضل لكيفية سيطرة أدمغة الحشرات والحيوانات على السلوك والتعلم والوظائف الجسدية والمزيد. قد يكون العمل مصدر إلهام لشبكات الذكاء الاصطناعي المحسنة.

قال البروفيسور: “حتى الآن ، لم نر بنية أي دماغ باستثناء الدودة الأسطوانية C. elegans ، والشرغوف من الحبليات ، ويرقة حلقية بحرية ، وكلها تحتوي على عدة مئات من الخلايا العصبية”. مارتا زلاتيك من مختبر البيولوجيا الجزيئية في CRM. “هذا يعني أن علم الأعصاب يعمل في الغالب بدون لوحات دوائر كهربائية. بدون معرفة بنية الدماغ ، نخمن كيف يتم تنفيذ الحسابات. ولكن الآن يمكننا البدء في اكتساب فهم ميكانيكي لكيفية عمل الدماغ.”

لبناء الخريطة ، قام الفريق بمسح الآلاف من شرائح 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 “أنماط الدوائر” في دماغ الحشرة. حتى أنهم لاحظوا أن بعض الميزات الهيكلية تشبه إلى حد بعيد هندسة التعلم العميق الحديثة.

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

في الخطوة التالية ، سيقوم الفريق بدراسة الهياكل المستخدمة للوظائف السلوكية مثل التعلم واتخاذ القرار ، وفحص نشاط الشبكة العصبية أثناء قيام الحشرة بأنشطة محددة. وعلى الرغم من أن يرقة ذبابة الفاكهة هي حشرة بسيطة ، إلا أن الباحثين يتوقعون رؤية أنماط مماثلة في الحيوانات الأخرى. قال زلاتيك: “بالطريقة نفسها التي يتم بها حفظ الجينات عبر مملكة الحيوان ، أعتقد أنه سيتم أيضًا الحفاظ على أنماط الدوائر الأساسية التي تنفذ هذه السلوكيات الأساسية”.