Podívejte se na nejrozsáhlejší model mozku, který jsme kdy vytvořili

Výzkumná laboratoř Janelia Research Campus se už roky pokouší zmapovat mozek octomilky – malé mušky, která se už v dávné minulosti stala v podstatě standardním živočichem biomedicínského výzkumu.

Cílem projektu FlyEM je 3D mapu logických obvodů – tzv. konektom – nervové soustavy octomilky zodpovědné za behaviorální chování. Tedy těch obvodů, které i z bezvýznamné mušky dělají autonomní organizmus, kterému se zatím ani náznakem nevyrovná sebelepší umělý robot.

Nejpodrobnější 3D mapa nervových spojení

Nyní se výzkumníci pochlubili výsledky ve studii (PDF) publikované v katalogu Biorxiv, společně s experty z Googlu totiž vytvořili doposud nejrozsáhlejší 3D model sítě neuronů a jejích vzájemných synapsí.

Klepněte pro větší obrázek
Jak se vytváří konektom – mapa biologické neuronové sítě

Průměrný lidský mozek obsahuje okolo 86 miliard neuronů, přičemž každý z nich může být napojený na ty další až 10 tisíci synapsí. Výsledkem je neuvěřitelně komplexní struktura, kterou v současné době nedokáže namodelovat sebelepší superpočítač, natož aby kdokoliv pochopil, jak síť ve své celistvosti vlastně funguje.

25 tisíc neuronů, 20 milionů synapsi

Nervová soustava titěrné octomilky je naštěstí poněkud jednodušší a se svými 100 tisíci neurony už můžeme alespoň jejich podstatnou část zmapovat. FlyEM analyzoval 25 tisíc z nich a také 20 milionů synapsí.

I to je ohromný oříšek. Nejprve musíte nervovou tkáň octomilky nařezat na tenké vrstvičky o síle zhruba 20 mikronů, načež každou z nich „vyfotíte“ pod elektronovým mikroskopem. Poté na řadu konečně přichází Google a jeho algoritmy, které v obrazových datech hledají jednotlivé cesty, uzly a napojení napříč vrstvami, čímž vědci konečně získají i třetí rozměr.

Vrstvičky mozku octomilky pod elektronovým mikroskopem:

Přesto všechno nakonec vše museli zkontrolovat lidé, a tak se mravenčí práce protáhla na několik let. Výsledný konektom je úchvatný a podle zastánců této metody výzkumu pomůže pochopit, jak opravdu fungují (i naše) mozky. Analýza synapsí pak může pomoci i k návrhům nových umělých softwarových a hardwarových neuronových sítí. I proto je v projektu zainteresovaný zmíněný Google.

Podle kritiků zbytečně vynaložená energie

Konektomie má nicméně i své kritiky, kteří upozorňují na to, že výsledkem byla sice vždy poutavá animace a neuvěřitelně složitá mapa nervových spojení, zatím ale neposunula neurovědu jako celek nikam dál.

Jak se vytváří 3D model nervových spojení v mozku octomilky:

Stručně řečeno, sice už docela rozumíme tomu, z čeho se skládá a co dělá biologický neuron a díky elektroencefalografii můžeme sledovat i komplexní elektrickou aktivitu mozku, ale usuzovat z toho, že už víme, jak opravdu funguje, nemůžeme.

Nevíme, co to na logické – synaptické – úrovni znamená cítit pečená žebírka, stejně tak netušíme, jak je možné, že jakýsi bioelektrický signál z očního nervu armáda neuronů promění ve vizuální vjem zelené barvy, natož abychom se byť jen o kousíček přiblížili pochopení, jak to, že se jakési elektrické pulzy v živé tkání promění v uvědomění si sebe sama.

Diskuze (7) Další článek: Microsoft nechtěně zveřejnil databázi technické podpory obsahující 250 milionů záznamů

Témata článku: Google, Mozek, Neuronová síť, PDF, Synapse, Octomilka, Biorxiv, Vrstvička, Kter, Mrav, Mapa, Neurony, Model



Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

Sex manželských párů? Jen výjimečně. Ložnice ovládnou roboti s umělou inteligencí

** Sex manželských párů jen při zvláštních příležitostech. ** Ložnice ovládnou sexuální roboti s umělou inteligencí. ** I to je jeden ze závěrů Mezinárodní robotické konference.

Filip KůželJiří Liebreich
RobotiSexUmělá inteligence
Světu hrozí „vlhká žárovka.“ Měla dorazit až v polovině století, ale už je tu

Světu hrozí „vlhká žárovka.“ Měla dorazit až v polovině století, ale už je tu

** Nejteplejší místo na Zemi nemusí být to nejnebezpečnější ** Největším zabijákem se stane až mix tepla a vlhkosti ** Asie se nebezpečně přiblížila hraniční hodnotě 35 °C twb

Jakub Čížek
MeteorologieGlobální oteplování
Call of Duty Warzone na mobilech začíná alfatest. Tvůrci chtějí vypilovat hratelnost

Call of Duty Warzone na mobilech začíná alfatest. Tvůrci chtějí vypilovat hratelnost

Mobilní verze Warzone, nebo také Project Aurora, vstupuje do fáze alfatestu.

Michal Maliarov
Call of Duty: WarzoneBattle RoyaleMobilní hry
Nejzajímavější zbraně ve válce na Ukrajině. Co dokáže americký salvový raketomet M270

Nejzajímavější zbraně ve válce na Ukrajině. Co dokáže americký salvový raketomet M270

** Oživený výčet zbraní, které zaujmou technologickým řešením ** Neděláme si nárok na kompletní výčet** Informace často chybí, a tak se snažíme kličkovat mezi propagandou

Jakub Čížek
UkrajinaZbraněRuskoArmáda
Munice ze zrušeného railgunu se postaví střelám s plochou dráhou letu

Munice ze zrušeného railgunu se postaví střelám s plochou dráhou letu

** Americké letectvo chce v nejbližší době postavit a otestovat prototyp nového samohybného děla ** To by mělo být schopné sestřelovat střely s plochou dráhou letu ** Při tom bude využívat munici určenou původně pro railgun

Stanislav Mihulka
VojenstvíUSA
Nejlepší aplikace pro tento týden: Lenivé kosti, topografické mapy a preventivka

Nejlepší aplikace pro tento týden: Lenivé kosti, topografické mapy a preventivka

**V marketech najdete množství titulů, ale jak objevit ty kvalitní? **Každý týden je vybírá Apple, ale řada z nich má i verzi pro Android. **Výsledkem jsou kolekce těch nejlepších aplikací svého druhu.

Adam Kos
Nejlepší aplikace
Betonové baterie vyřeší energetické problémy, slibují autoři. První by mohla vyrůst v Česku

Betonové baterie vyřeší energetické problémy, slibují autoři. První by mohla vyrůst v Česku

** Umíme vyrobit elektřinu ze Slunce ** Potřebujeme ale obrovskou baterii, kam ji uložíme na noc ** Jednou z cest jsou betonové gravitační baterie

Jakub Čížek
EnergetikaObnovitelné zdroje
25 nejlepších filmových parodií, které můžete vidět. Víme, kde je najdete online

25 nejlepších filmových parodií, které můžete vidět. Víme, kde je najdete online

Filmové parodie jsou divácky velmi vděčné a mezi filmaři oblíbené. Tvůrci v nich mohou totiž zcela beztrestně vykrádat cizí díla a v jejich nápodobě popustit uzdu své fantazii. Vybrali jsme nejlepší zahraniční i české parodie.

Jaromír PukMarek Čech
Filmy, které musíte vidět