x

Vědci začali mapovat strukturu mozku se všemi jednotlivými neurony

12.  8.  2017 | Karel Javůrek | 6

  • Nový výzkum mapuje přesnou strukturu mozku
  • Začalo se s jednoduchým mozkem larvy a budou následovat pokročilejší savci
  • Cílem do budoucna je vytvořit kompletní neuronovou strukturu lidského mozku

Vědci začali mapovat strukturu mozku se všemi jednotlivými neurony | Foto: Original uploader was Nrets at en.wikipedia, CC BY 2.5

Mezinárodní tým vědců se pustil do nového projektu s vytvořením kompletní mapy mozku jednoduché larvy octomilky (ovocná muška), což bude další krok k tomu, stejný proces provést i na větších savcích s komplexnějšími mozky a následně i s nejsložitějším mozkem na této planetě, který mají lidé (i když se to občas nemusí zdát).

Elon Musk má další šílený nápad. Chce spojit mozek s počítačem Elon Musk má další šílený nápad. Chce spojit mozek s počítačem

Mapování neuronových sítí a částí mozků se provádí už poměrně dlouho, avšak jde o nepřesné skenování a často ještě se zaměřením jen na určitou oblast. Nový projekt se zaměřuje na přesné snímání struktury neuron po neuronu, synapse po synapsi, takže výsledná nasnímaná mapa bude extrémně přesná. Lidský mozek je pochopitelně nejkomplexnější, takže než se začne s ním, je potřeba nejdříve vytvořit potřebné nástroje a technologie, aby skenování bylo dostatečně efektivní a rychlé. Kvůli tomu vědci začínají na mnohem menším „mozku“.

Nejdříve larva mušky

Přesně naskenovaný „konektóm“ (mapa všech synaptických a neuronových spojení mozku) se zatím uskutečnil pouze u škrkavky, který je tvořen jen 300 neurony.

Fruit_fly_larva_01.jpg

Vědci ale s mapováním pokročili na další úroveň, k čemuž posloužil mozek larvy octomilky, který má přibližně 10 tisíc neuronů (mozek dospělé octomilky má 100 tisíc neuronů). Cílem u této larvy bylo ale naskenování pouze přibližně 1 600 neuronů, které mají na starost část pro učení a paměť, jež je z pohledu výzkumu nejdůležitější.

Ke skenování vědci použili elektronový mikroskop s cílem odhalit propojení a části neuronové sítě, které k sobě nějakým způsobem patří. Podle vyjádření je to podobné, jako kdybyste chtěli analyzovat strukturu komplexního zapojení elektrické sítě. Je nutné najít jednotlivé hlavní bloky, menší sektory a podobně, včetně jejich souvislosti.

Zatím pouze struktura, nikoli funkčnost

Současným cílem bylo naskenovat a roztřídit samotnou strukturu mozku, který zahrnuje několik různých druhů neuronů, o kterých se dříve dokonce ani nevědělo. Díky tomu je možné mnohem přesně popsat strukturu mozku a jeho částí.

Je ale nutné upozornit na to, že v této fázi se vědci vůbec nezabývali tím, k čemu dané části jsou a jak přesně fungují, což je druhá strana mince. Tu už pro larvu mušky dříve vědci prozkoumali a zjistili tak hlavně neuronové části ovládající motorické funkce či reakci na zápach. Díky tomu mohli larvu ovládat doslova jako robota na dálkové ovládání, aniž by s tím mohla larva cokoli dělat.

Lidský mozek možná v příštím desetiletí

K naskenování celé podrobné mapy mozku s rozlišením na jednotlivé neurony je ale pochopitelně ještě zapotřebí nějaký čas. Průměrný lidský mozek má kolem 100 miliard neuronů (a násobně více synapsí), takže technologie a rychlosti skenování budou muset být řádově lepší, než se dočkáme finálního cíle.

Výpočetní výkon: od mozku až k superpočítačům Výpočetní výkon: od mozku až k superpočítačům

Vzhledem k exponenciálnímu technologickému vývoji by to mohlo být klidně do roku 2030. Ale vše bude záležet, jaké nové revoluční objevy a nástroje se pro tento proces mapování objeví, protože v oblasti výpočetního výkonu (EXAFLOPS) a tedy i funkční simulace mozku by to v příštím desetiletí neměl být žádný problém.

Oficiální materiál k výzkumu si můžete stáhnout v PDF.

V současnosti jsou k dispozici jen jednoduché nepřesné struktury mozku, i to ale stačí pro různé účely, které umožní například lépe analyzovat nemoc a další problémy:

Další článek »

Diskuze
6 příspěvků
Témata článku: Věda, Výzkum, Neuronová síť, Mozek, PDF, Synapse, Scanování, Elektrická síť, Vědec, Dálkové ovládání, Výpočetní výkon, Nový projekt, Lidský mozek, Struktura, Potřebný nástroj, Oficiální materiál, Mezinárodní tým, Druhá strana, Neurony, Určitá oblast, Příští desetiletí, Nový výzkum, Přesné snímání, Další krok, Další úroveň
Sdílet článek
Další mobilní weby