Nopparit/Getty Images
Neuroner är nervsystemets signalceller, sänder meddelanden som styr allt från rörelse till aptit. Med ungefär 86 miljarder neuroner liknar den mänskliga hjärnans synaptiska väv en trasslig hög med spagetti när den ses i rå bild. FlyWire-konsortiet, som består av forskare och utbildade spårämnen från över 127 institutioner, har nu gjort denna komplexitet till den första fullständiga kopplingen av en hel vuxen fruktflugahona.
Med hjälp av 21 miljoner högupplösta bilder använde teamet AI-drivna och automatiserade spårningstekniker för att lösa kretsarna. Den resulterande 3D-atlasen innehåller nästan 140 000 neuroner, mer än 50 miljoner synapser och cirka 100 000 kommenterade celltyper – allt med början 2019. Flaggskeppspapperet publicerades i Nature .
"Vad vi har gjort är att bygga en atlas över hjärnan och lägga till kommentarer för alla företag, byggnader, gatunamn. Med detta är forskare nu rustade att eftertänksamt navigera i hjärnan, när vi försöker förstå den." – Dr Sven Dorkenwald, Princeton University.
Denna prestation överträffar tidigare modeller, såsom 302-neuronnätverket hos en vuxen rundmask och 3000-neuronlarvfruktflugan, med flera storleksordningar.
Christoph Burgstedt/science Photo Library/Getty Images
Även om en fruktfluga kan verka avlägsen från mänsklig neurovetenskap, delar dess hjärna nyckelegenskaper:60 % av vårt DNA – inklusive gener relaterade till jetlag, inlärning och kromosomavvikelser – är bevarade, och 75 % av mänskliga genetiska sjukdomar har paralleller i Drosophila. Denna gemensamhet gör flugan till en ovärderlig modell för att studera neurologiska störningar.
Många försvagande tillstånd, såsom Alzheimers, Parkinsons och demens, har för närvarande inget botemedel; Behandlingen fokuserar endast på att lindra symtomen. Med denna omfattande atlas kan forskare peka ut hur specifika neuroner och kretsar skiljer sig mellan friska och sjuka hjärnor, vilket öppnar vägar för precisionsterapier. En studie från 2019 visade att fruktflugor kan modellera kronisk smärta, vilket antyder ytterligare översättningsmöjligheter.
FlyWire Consortium släppte också en gratis, webbaserad Codex som gör det möjligt för forskare över hela världen att utforska kartan utan avancerad programvara eller stora nedladdningar. I början av oktober 2024 hade mer än 10 000 användare registrerat sig, och nya experiment är redan på gång. Utbildningsresurser för gymnasieelever och högskolestudenter har tillhandahållits för att bredda modellens genomslagskraft.
