• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
15 июня, 10:08
Илья Гриднев
2,2 тыс

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.
Илья Гриднев
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
24 июля, 11:13
Игорь Байдов

Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.

25 июля, 10:46
Александр Березин

Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.

24 июля, 12:05
Андрей Серегин

Сегодня на земле существует примерно 7500 языков, однако ученые давно подозревали, что в прошлом их было значительно больше. Международная группа лингвистов реконструировала историю языкового разнообразия за последние 12 тысяч лет и пришла к выводу, что человечество уже пережило «золотой век» языков, после которого их число начало быстро сокращаться.

24 июля, 11:13
Игорь Байдов

Правильно подобранные звуковые последовательности способны не только стимулировать рост растений, но и влиять на их урожайность. К такому выводу пришли авторы нового исследования. Они разработали технологию, которая позволяет воздействовать на процессы развития растений через акустические сигналы без использования генной инженерии или химикатов. В экспериментах добились повышения урожайности мяты, сои, болгарского перца и конопли.

25 июля, 10:46
Александр Березин

Формально почти вся программа тринадцатого полета самой большой ракеты в истории выполнена. Однако испытания показали неполную отлаженность ключевого элемента системы. SpaceX оказывается в ситуации действительно плотных сроков: до намеченного возвращения людей на Луну всего два года и два месяца.

22 июля, 12:28
КАИ

Ученые КНИТУ-КАИ предложили усовершенствованную пресс-форму для компрессионной консолидации в вакууме композиционных материалов и пластмасс с герметичной внутренней полостью. Изобретение относится к области обработки материалов давлением при воздействии вакуума, в частности к устройствам с герметичной внутренней полостью для компрессионной консолидации термопластичных композиционных материалов.

9 июля, 13:06
Редакция Naked Science

Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.

1 июля, 11:54
Марк Чернов

Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий