მეცნიერებმა ბუზის ტვინის შესწავლაში ნამდვილი გარღვევა მოახდინეს - ამით შესაძლოა ამოიხსნას, თუ როგორ მუშაობს ადამიანის გონება: კვლევის დეტალები
ბუზები სწრაფად და ადვილად მოძრაობენ როგორც მიწაზე, ისე ჰაერში. მამრებმა იციან როგორ შეასრულონ "ფრენის სერენადები" შეყვარებულებისთვის შეჯვარების სეზონზე - და ეს ყველაფერი მათთვის შესაძლებელია პატარა, ქინძისთავის ზომის ტვინის წყალობით.
ისტორიაში პირველად, მეცნიერებმა შეძლეს შეექმნათ ბუზის ტვინის დეტალური სამგანზომილებიანი მოდელი, რომელიც შედგება დაახლოებით 130 ათასი ნეირონისგან. ამისთვის მკვლევრებს დასჭირდათ თითოეული უჯრედის ადგილმდებარეობისა და ფორმის ზუსტად განსაზღვრა, ასევე ტვინში არსებული დაახლოებით 50 მილიონი კავშირის გამოკვლევა.
ეს არის ყველაზე ღრმა და დეტალური კვლევა ზრდასრული ცხოველის ტვინის შესახებ, რაც კი ოდესმე ჩატარებულა.
ტვინის კვლევის დარგის ერთ-ერთმა წამყვანმა ექსპერტმა, რომელიც არ იყო ჩართული ამ პროექტში, განუცხადა BBC-ს, რომ გამოქვეყნებული ნაშრომი უზარმაზარი ნახტომია ადამიანის ტვინის აღქმაში. კემბრიჯის უნივერსიტეტის სამედიცინო კვლევის საბჭოს (LMB) მოლეკულური ბიოლოგიის ლაბორატორიის პროფესორი გრეგორი ჯეფრისი თვლის, რომ სამუშაოს შედეგები მეცნიერებს დაეხმარება ნათელი მოჰფინონ "აზროვნების მექანიზმის" საიდუმლოებებს.
მისი თქმით, დღეს მეცნიერებს არ აქვთ რაიმე დამაჯერებელი პასუხი კითხვაზე, თუ როგორ ურთიერთქმედებს ადამიანის თავში არსებული რთული ნერვული სტრუქტურა სხვა ადამიანებთან და მთლიანად, მის გარშემო არსებულ სამყაროსთან.
“როგორ მუშაობს ეს კავშირები? როგორ გადის ნერვული სიგნალი ამ სისტემაში, რაც გვაძლევს ინფორმაციის დამუშავების საშუალებას: მაგალითად, შენი სახის ამოცნობა; ჩემი ხმის მოსმენა? ადამიანის ტვინს დაახლოებით მილიონჯერ მეტი ნერვული უჯრედი აქვს, ვიდრე ბუზს (დროსოფილა), რომელსაც ჩვენ ვსწავლობთ. მაშ, როგორ შეუძლია მწერების ტვინის დიაგრამას, დაეხმაროს მეცნიერებს ჩვენი აზროვნების მექანიზმების გაგებაში?“ - კითხულობს პროფესორი ჯეფრისი.
-
პასუხი მთავარ კითხვაზე - როგორ შეუძლია ასეთ პაწაწინა ორგანოს შეასრულოს რთული გამოთვლითი ამოცანების დიდი რაოდენობა, მის დიზაინში დევს.
პროფესორი მალა მერთი, რომელიც ხელმძღვანელობდა პრინსტონის უნივერსიტეტში ჩატარებული კვლევის ნაწილს, ამტკიცებს, რომ ბუზის ნერვული კავშირების მოდელი ხსნის ახალ, აქამდე უხილავ ჰორიზონტს ნეირომეცნიერებისთვის.
“მოდელი დაეხმარება მკვლევრებს უკეთ გაიგონ ჯანსაღი ტვინის სტრუქტურა და პრინციპები“, - იმედოვნებს იგი.
ამ მოსაზრებას ეთანხმება ლუსია პრიეტო გოდინო, რომელიც არ მონაწილეობდა კვლევაში და ხელმძღვანელობს ტვინის კვლევის ჯგუფს ლონდონის ფრენსის კრიკის ინსტიტუტში.
“ადრე, მეცნიერებმა უკვე შეადგინეს ჩვეულებრივი მიწის ჭიის სრული კონექტომი, რომელსაც აქვს დაახლოებით 300 ნეირონი, მაგრამ ადამიანის სრული კონექტომი, რომლის ტვინს აქვს 130 ათასი ნეირონი, უბრალოდ მეცნიერული მიღწევაა.
- მკვლევრებმა შეძლეს გამოეყოთ ნერვული მარშრუტები, რომლებიც გამოიყენება სხეულის გარკვეული ფუნქციების შესასრულებლად და ეჩვენებინათ, თუ როგორ უკავშირდებიან ისინი ერთმანეთს.
მაგალითად, მოძრაობაზე პასუხისმგებელი უჯრედები განლაგებულია ტვინის ძირში, ხოლო ნეირონები - რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ვიზუალურ აღქმაზე, განლაგებულია გვერდით. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში გაცილებით მეტი უჯრედია ჩართული.
ასეთი ცალკეული მარშრუტების არსებობის შესახებ მეცნიერებმა ადრეც იცოდნენ, მაგრამ მათ შორის კონკრეტული კავშირები პირველად დამყარდა.
-
რატომ არის ბუზის დაჭერა ასე რთული?
ნერვული კავშირების გამოქვეყნებულ მოდელებს უკვე იყენებენ სხვა მკვლევრები - იმის გასაგებად, თუ რატომ არის ასე რთული ბუზების დაჭერა. როგორც აღმოჩნდა, ვიზუალური ნეირონები აფიქსირებენ, თუ რომელი მიმართულებით დაფრინავს ბუზი და მყისიერად გადასცემენ სიგნალს მწერის ფეხებს. მსგავსად ხდება მაშინ, როდესაც მოსალოდნელი საფრთხე არსებობს. თუმცა, ეს ხდება ძალიან სწრაფად.
- ყველაზე დეტალური მოდელის შესაქმნელად ბუზის ტვინი მიკროსკოპული სკალპელით 7000 ფენად დაიჭრა. თითოეული ფენა გადაიღეს ცალკე და გადაკეთდა ციფრულ ფორმატში. ამის შემდეგ, პრინსტონის მეცნიერთა ჯგუფმა, ხელოვნური ინტელექტის გამოყენებით, ამოიღო ინფორმაცია გადაღებული ფოტოებიდან.
თუმცა, აღსანიშნავია, რომ ხელოვნურმა ინტელექტმა მუშაობის დროს დაუშვა სამ მილიონზე მეტი შეცდომა, რაც მკვლევრებმა ხელით გაასწორეს.
“ადამიანის ტვინი ბუზის ტვინზე ბევრად დიდია და ჩვენ ჯერ არ გვაქვს ტექნოლოგია, რომ შევაგროვოთ ყველა ინფორმაცია მისი დეტალური სტრუქტურის შესახებ. თუმცა, ვთვლით, რომ 30 წელიწადში შესაძლებელი იქნება მსგავსი კონექტომის შექმნა.
სწორედ ბუზის ტვინის შესწავლამ შექმნა საფუძველი, გავიგოთ ჩვენი გონების მუშაობის ღრმა დეტალები“, - აცხადებენ მკვლევრები.
იხილეთ ასევე: