Источник фото: Ars Technica
Работа мозга определяется связями между нейронами, по которым передаётся информация. Например, зрительная система сначала самостоятельно выполняет базовое распознавание, а затем направляет данные в центры обработки зрительной информации. Если там обнаруживается текст, подключаются связи с языковыми центрами, которые помогают его интерпретировать.
Для изучения работы мозга необходима карта всех его нейронных соединений, поскольку именно они задают пути движения сигналов между различными системами. Такая карта называется коннектомом — схемой расположения нейронов и их контактов друг с другом. Как сообщает Ars Technica, в ней указываются координаты каждой нервной клетки в трёхмерном пространстве и образованные ею синапсы.
Создание подобной карты осложняется строением нейронов. Одна клетка способна формировать несколько разветвлённых отростков — аксонов, благодаря чему устанавливает сотни контактов с другими нейронами. В нервной системе плодовой мушки насчитывается около 150 тысяч нейронов, при этом в её мозге исследователи выявили свыше 300 миллионов синаптических соединений.
Старший руководитель группы исследовательского кампуса Джанелия Джерри Рубин отметил, что методы составления таких карт заметно изменились по мере роста сложности задач. По его словам, ещё в начале 1970-х в британской Лаборатории молекулярной биологии пытались использовать крупный компьютер и машинное зрение для создания коннектома червя Caenorhabditis elegans.
Этот прозрачный червь имеет немногим более 300 нейронов и казался удобным объектом для подобных исследований. Однако примерно через два года специалисты пришли к выводу, что вычислительной мощности техники недостаточно. Тогда изображения распечатывали на фотобумаге, а нейроны вручную обводили цветными маркерами и прослеживали их связи.