Первая глобальная карта активности мозга бросает вызов традиционному видению мозга

По словам исследователей, это первая полная карта на уровне мозга активности отдельных нейронов во время принятия решений. Масштабе не предшествует, поскольку у мышей из 12 исследовательских центров в Европе было более полумиллиона нейронов из 12 исследовательских центров и участников США, охватывающих 279 областей мозга, которые представляют 95 % объема мозга мыши.

«Деятельность, принимающая решения, и, в частности, награду, осветила мозг как рождественскую елку», -говорит Александр Пуже, соучредитель Международная лаборатория мозга и руководитель группы в Женевский университет (Швейцарский).

Для Хуана Лермы, профессора исследований CSIC в Аликанте Нейробиологический институт (CSIC -UMH), это больше, чем «начало больше, чем конец». Лерма объясняет, что эти первые выводы подтверждают аспекты функционирования мозга, которые уже были интуированы из наиболее ограниченных доступных исследований. «Как будто мы подозреваем, как фильм закончится, не увидев конца; Теперь они показали нам ».

Мозг – самая сложная структура Во вселенной и разгадать, как она движет нашими действиями, это требует крупных коллективных усилий. С этим духом родилась Международная лаборатория мозга, глобальный консорциум нейробиологии, который только что представил беспрецедентное достижение: первую карту принятия решений по всему мозгу млекопитающего, с разрешением на уровне одной клетки.

Результаты, опубликованные в двух статьях в ‘Природа‘Соберите данные, полученные от 139 мышей и более чем 600 000 нейронов в 279 областях мозгаБлагодаря использованию датчиков нейропикселей, технологии электрода -арт -артов, которая позволяет одновременно нейрональной активности в нескольких областях мозга.

«Эта работа является важным прогрессом в применении технологий регистрации нейронов и примером того, как современная нейробиология продвигается к крупным коллективным экспериментам в стиле физики», – говорит Рафаэль Юсте, директор директора Нейротехнологический центр Колумбийского университета (Нью -Йорк), президент Фонда невропейсов и промоутер проекта Brain.

В заявлениях к научному медиа -центре Yuste гарантирует, что статьи показывают один из подходов к инициативе Brain: USAR -электроды высокой плотности для регистрации нейрональной активностиПолем «Хотя с оптическими методами уже стало возможным отображать более миллиона нейронов у мышей и записать всю активность у мелких животных, таких как Hydra или рыба -зебра, эта работа представляет собой важный шаг в том же направлении».

Через а Простой эксперимент который состоял из сидения у мышей перед экраном, где свет появлялся слева или справа, ученые смогли визуализировать различные нейроны и области мозга, связанные с принятием решений.

Каждое животное описывает авторов в своей работе, должно переместить небольшое колесо в правильном направлении, чтобы получить награду. В некоторых эссе свет был настолько слабым, что мышь должна «угадать», основываясь на частоте, с которой он появился в прошлом. Этот дизайн позволил исследователям изучить, как предыдущие ожидания влияют на восприятие и принятие решений.

«Одним из наиболее важных выводов является то, что принятие решений распределяется по всему мозгу, даже в регионах, которые, как мы ранее считали, что они не участвуют», – говорит он Яана ВиттенПрофессор нейробиологии в Принстонском университете (США) и член IBL.

Для Лермы выводы подтверждают, что было только интуитивно: мозг работает интегрированным образом. Многие другие ожидаемые области участвуют в принятии решений, в то время как функции более разграничиваются в сенсорной обработке. «Это усиливает идею изучения ее целостно, а не изолированными регионами».

Авторы объясняют, что благодаря их работам можно отметить, что ожидания не только находятся в когнитивных областях, но и в сенсорных и моторных областях, таких как таламус, что позволяет предположить, что мозг работает как распределенная машина прогнозирования.

Проект собрал 22 лаборатории в Европе и Соединенных Штатах, каждый из которых отвечает за регистрацию различной части мозга мыши. Благодаря стандартизированным протоколам и общему анализу исследователи смогли интегрировать все данные в один открытый ресурс, доступный для научного сообщества.

Начало, а не конец

IBL планирует расширить свои исследования помимо принятия решений, чтобы исследовать другие функции мозга, сохраняя свою модель открытой науки.

«Карта мозга, несомненно, является впечатляющим достижением, но отмечает начало, а не грандиозный финал», – пишет Татьяна Энгель из Принстона. «IBL показал, что глобальная команда ученых может преодолеть то, что ни одна лаборатория достигнет в одиночку».

Карта мозга была возможна благодаря важному международному сотрудничеству Между нейробиологии из различных университетов Европы и Соединенных Штатов. Официально выпущенный в 2017 году, IBL представила новую модель совместной работы в нейробиологии, которая использует стандартизированный набор инструментов и каналов обработки данных, разделенных между несколькими лабораториями, что гарантирует воспроизводимость данных. Этот дальновидный подход, при поддержке Wellcome и Foundation Simons, вдохновлен крупномасштабным сотрудничеством в области физики и биологии, такими как CERN и проект генома человека.