So Fly: 과학자들이 성체 초파리 뇌 지도 완성

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BPharm Carmen Pope가 의학적으로 검토함. 2024년 10월 2일에 최종 업데이트되었습니다.

작성: Carole Tanzer Miller HealthDay Reporter

2024년 10월 2일 수요일 -- 인간 뇌를 이해하는 분수령 단계인 성체 초파리의 뇌 지도를 작성한 프린스턴 팀의 책임자는 그 복잡성을 믿을 수 없는 방식으로 이 위업을 설명합니다.

"Google 지도 없이 새로운 장소로 운전하고 싶지 않은 것처럼 지도 없이 두뇌를 탐색하고 싶지도 않습니다."라고 수석 저자인 Sven Dorkenwald는 박사 학위를 받았습니다. 작년에 프린스턴에서 왔으며 현재 시애틀의 Allen 뇌 과학 연구소에 있습니다. "우리가 한 일은 두뇌 지도를 구축하고 모든 기업, 건물, 거리 이름에 대한 주석을 추가한 것입니다."

이를 통해 그는 프린스턴 보도 자료에서 "이제 연구자들은 우리가 뇌를 이해하려고 노력할 때 뇌를 신중하게 탐색할 수 있는 장비를 갖추게 되었습니다"라고 덧붙였습니다.

모든 작은 골목길과 모든 고속도로를 추적하는 로드맵에 비유하면서 그는 "커넥톰"이라고 불리는 새로운 지도가 모든 규모에서 초파리 뇌의 연결을 보여 준다고 말했습니다. 언젠가는 뇌 질환에 대한 맞춤형 치료법이 나올 수도 있습니다.

연구원들은 10월 2일 Nature< 저널 특별호에 자신의 연구 결과를 설명했습니다. /a>.

그들은 성체 초파리(Drosophila melanogaster) 뇌의 뉴런별, 시냅스별 지도를 만들었습니다. 이는 다양한 유형의 뉴런과 이들 사이의 화학적 연결(또는 시냅스)을 식별하고 각 뉴런에서 분비되는 화학 물질의 유형에 대한 정보를 제공합니다.

과실파리는 인간 DNA의 60%를 공유하며 인간 유전병 4개 중 3개와 유사합니다. 그들의 뇌를 이해하는 것은 사람을 포함해 더 복잡한 종의 뇌를 이해하는 한 단계라고 연구진은 말했습니다.

초파리는 또한 깊은 생각을 갖고 있어 장기 기억을 형성하고 사회적 상호 작용에 참여하며 먼 거리를 탐색할 수 있습니다. 이제 커넥톰이 확립되었으므로 연구자들은 더 큰 뇌를 가진 동물의 지도를 작성하는 데 동일한 방법을 사용하기를 희망합니다.

"이것은 중요한 성과입니다."라고 연구 공동 리더인 Mala Murthy는 말했습니다. 프린스턴 신경과학 연구소. "이렇게 복잡한 성체 동물을 위한 완전한 뇌 커넥톰은 없습니다."

다른 연구자들은 이미 302개와 3,000개의 뉴런을 가진 C. elegans 벌레와 초파리 애벌레의 뇌 지도를 작성했습니다. 각각.

성체 초파리의 뇌는 훨씬 더 복잡하여 약 5천만 개의 시냅스로 연결된 거의 140,000개의 뉴런을 자랑합니다.

John Ngai, 국립보건원(National Institute of Health)의 BRAIN(진보하는 혁신적인 신경기술 이니셔티브를 통한 뇌 연구) 소장, 성과를 축하드립니다.

"작은 초파리는 놀라울 정도로 정교하며 행동의 생물학적 토대를 이해하는 데 오랫동안 강력한 모델 역할을 해왔습니다"라고 그는 NIH 보도 자료에서 말했습니다. "이 이정표는 연구자들에게 뇌의 회로가 어떻게 행동을 유도하는지 이해하기 위한 새로운 도구 세트를 제공할 뿐만 아니라 중요한 것은 더 큰 포유류와 인간의 두뇌."

동반 논문에서도 Nature에 발표된 연구자들은 뇌 영역 사이의 투영에 대한 투영체(projectome)로 알려진 별도의 지도를 만드는 방법에 대해 보고했습니다.

프로젝트는 안구 뇌 회로와 같이 행동을 제어하는 ​​특정 뇌 회로의 상세한 매핑을 가능하게 한다고 그들은 말했습니다. 시각적인 자극을 받아 비행 중에 파리의 방향을 정합니다.

지도를 만들기 위해 전 세계 76개 이상의 실험실에서 287명의 연구원으로 구성된 프린스턴 소재 FlyWire 컨소시엄의 연구원들은 AI 모델을 사용했고 21 백만 개의 뇌 이미지.

AI 모델은 해당 이미지의 '덩어리와 얼룩'을 라벨이 붙은 3차원 지도로 변환했습니다. 연구원들은 작업하면서 자신의 작업을 더 넓은 과학계와 공유했습니다.

"전체 배선 다이어그램을 수동으로 재구성하는 것은 불가능했을 것입니다."라고 프로젝트 공동 리더인 Sebastian 승, 프린스턴 신경과학 및 컴퓨터 과학 교수. "이것은 AI가 어떻게 신경과학을 발전시킬 수 있는지를 보여줍니다."

NIH의 BRAIN 이니셔티브는 이 프로젝트에 부분 자금을 제공했습니다.

"여러 측면에서 [뇌]는 인간이 만든 어떤 컴퓨터보다 강력하지만 대부분 우리는 그 기능을 이해하지 못합니다. 기본 논리입니다."라고 Ngai는 말했습니다. "뉴런이 서로 어떻게 연결되는지 자세히 이해하지 못하면 건강한 뇌에서 무엇이 옳은지, 질병에서 무엇이 잘못되는지에 대한 기본적인 이해를 가질 수 없습니다."

출처

  • Princeton University, 보도 자료, 2024년 10월 2일

    • 면책 조항: 의학 기사의 통계 데이터는 일반적인 추세를 제공하며 개인과 관련이 없습니다. 개별적인 요인은 크게 다를 수 있습니다. 개인의 의료 결정에 대해서는 항상 개인화된 의학적 조언을 구하세요.

    출처: HealthDay

    게시됨 : 2024-10-03 06:00

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