• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15 июня, 10:08
Илья Гриднев
102

Нейробиологи составили первую объединенную карту связей мозга и тела мухи

❋ 4.9

Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.

Коннектом показывает, как нейроны мозга плодовой мушки соединяются с нейронами в ее теле через аналог спинного мозга / © Tyler Sloan/phys.org

Исследователи детализируют схемы нейронов плодовых мушек для изучения памяти и движений. Нервная система этих насекомых компактна для сканирования, но успешно решает сложные задачи вроде навигации.

В марте 2026 года инженеры Eon Systems даже запустили симуляцию мушки в виртуальной реальности. Они загрузили в компьютер карту головы из 125 тысяч нейронов и 50 миллионов синапсов. Опыт доказал предсказательную силу схемы: при подаче виртуального запаха сахара сигнал бежал по сети, и цифровая муха вытягивала хоботок. Поведение полностью совпало с рефлексами живого существа.

Однако прошлые модели опирались только на голову. Ранее исследователи картировали мозг и брюшную цепочку мушек по отдельности. Брюшной отдел работает как спинной мозг и управляет лапками, крыльями и органами. Из-за разрыва баз данных ученые не видели картину целиком. Они понимали алгоритм моторной команды, но теряли сигнал по пути к мышце.

Результаты объединения баз опубликовали в журнале Nature. Авторы этой научной работы разрезали тело мушки на семь тысяч тонких слоев. Каждый срез просканировали электронным микроскопом, а искусственный интеллект собрал объемную модель. Сотня ученых вручную проверили работу программы, проследив отростки 140 тысяч нейронов и разметив все физические контакты.

Затем математическая модель оценила силу влияния каждой клетки на остальные. Программа рассчитала 20 миллиардов взаимодействий и показала пути прохождения сигналов. В расчетах сила влияния зависела только от количества связей между клетками. Ученые сделали оговорку: плотность структуры не всегда гарантирует сильную функциональную передачу импульса.

Главный вывод исследования коснулся системы движения. Оказалось, двигательные нейроны получали самые сильные команды от чувствительных клеток той же части тела. Биологи подтвердили существование независимых локальных сетей. Для простых действий лапке мушки не требовался приказ из головы: она управляла собой, опираясь на местные ощущения от поверхности.

Мозг тоже передавал информацию мышцам, но его влияние оказалось слабее местных рефлексов. Ученые нашли тысячу нисходящих нервных клеток от головы к телу и две тысячи восходящих. Эти пути образовали модули для конкретных задач вроде питания или уклонения от угроз. По мнению авторов научной работы, нисходящие сигналы мозга координировали рефлексы, а не отдавали прямые приказы мышцам.

Анализ высших центров вычислений выявил крайне мало прямых выходов от зон памяти на двигательные нейроны. Когнитивные центры мушки работали как стратеги: следили за направлением полета или запахами, но не вмешивались в механику шагов. Нейробиологи соотнесли это устройство с гипотезами распределенного контроля.

Создание коннектома завершило долгий этап в анатомии насекомых. Объем новых данных дал основу для понимания координации тела без жесткого централизованного руководства. Структура связей показала возникновение сложного поведения из работы местных контуров. Дальнейшие опыты определят масштабы применения этого принципа у других видов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Автор материалов на стыке разных областей знания — от археологии и палеонтологии до физики и технологий. Интересуется тем, как работает мир, и рассказывает об этом понятно и увлекательно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
14 июня, 10:35
Игорь Байдов

Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.

13 июня, 17:19
Evgenia Vavilova

Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.

12 июня, 12:35
Evgenia Vavilova

Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.

14 июня, 10:35
Игорь Байдов

Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.

13 июня, 17:19
Evgenia Vavilova

Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.

12 июня, 12:35
Evgenia Vavilova

Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

17 мая, 10:35
Игорь Байдов

В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.

25 мая, 14:00
Андрей Серегин

В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Комментарий на проверке

Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Ошибка авторизации
По закону на российских сайтах теперь нельзя авторизовываться с помощью иностранных сервисов. Используйте другой способ или восстановите доступ по почте.
Восстановить доступ
Войти по-другому
Вход через почту
Введите привязанную к соцсети почту, чтобы восстановить доступ или получить одноразовую ссылку для входа на сайт.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно