- Naukowcy po raz pierwszy opisali kompletny konektom mózgu muszki owocowej, ujawniając miliony połączeń między 140 tysiącami neuronów.
- W tym przełomowym projekcie, który ukazał się w „Nature”, kluczową rolę odegrał Polak, Krzysztof Kruk z Kielc, identyfikując ponad 1/3 neuronów.
- Mózg muszki owocowej, mimo niewielkich rozmiarów, jest złożony i kluczowy dla zrozumienia działania ludzkiego układu nerwowego.
- Odkryj, jak gra EyeWire przyczyniła się do tego osiągnięcia i co skłoniło polskiego badacza do zaangażowania się w ten niezwykły projekt!
Jak opisano cały mózg muszki owocowej i kim jest Polak z listy autorów? Pod koniec września w czasopiśmie „Nature” ukazała się seria prac, w których naukowcy przedstawili pierwszy kompletny konektom, czyli szczegółowy schemat wszystkich połączeń nerwowych, całego mózgu samicy muszki owocowej. Ogromny, międzynarodowy zespół kierowany przez Sebastiana Seunga i Malę Murthy z Princeton opisał około 140 tysięcy neuronów oraz prześledził ponad 50 milionów połączeń między nimi, co pozwoliło lepiej zrozumieć między innymi obwody odpowiedzialne za widzenie. Badacze wyróżnili i oznaczyli około 8 tysięcy typów komórek nerwowych, z czego mniej więcej połowa nie była wcześniej znana, a naukowcy z całego świata mogą teraz testować działanie kolejnych sieci w tym mikroskopijnym, ale bardzo złożonym mózgu. W tę mrówczą robotę mocno zaangażował się Krzysztof Kruk z Kielc, który pracował nad danymi hobbystycznie, traktując udział w projekcie jak niezwykle wciągającą grę naukową. „Poświęcałem na tę pracę całe dnie przez długie miesiące i udało mi się samodzielnie zidentyfikować i oznaczyć prawie 50 tys. neuronów. A to stanowi ponad 1/3 wszystkich neuronów w mózgu muszki owocówki” – wspomina poproszony przez Polską Agencję Prasową o komentarz. Jego wkład był tak duży, że w przeciwieństwie do większości graczy został wymieniony z nazwiska wśród autorów publikacji w „Nature”.
Dlaczego mózg muszki jest ważny i jak pomogła gra EyeWire? Choć mózg człowieka ma około milion razy więcej neuronów niż mózg muszki, badacze podkreślają, że zanim uda się zrozumieć, co dzieje się w naszych głowach, trzeba najpierw rozpracować mniejsze systemy nerwowe. Mózg owocówki to jednak wcale nie jest prosty układ – ten organ o średnicy niecałego jednego milimetra pozwala owadowi widzieć, latać, nawigować, zapamiętywać, podejmować decyzje i uczestniczyć w interakcjach społecznych. W rzeczywistości neurony są tam gęsto upakowane, poskręcane i mają mnóstwo rozgałęzień, zupełnie inaczej niż na uproszczonych rysunkach z podręczników, więc ich „rozplątanie” przypomina porządkowanie pudełka pełnego starych kabli. Do rekonstrukcji połączeń naukowcy wykorzystali skany trójwymiarowe i sztuczną inteligencję, która skleja fragmenty komórek nerwowych z kolejnych przekrojów mózgu. Algorytmy wciąż jednak popełniają wiele błędów, dlatego konieczna jest ręczna korekta, a to zajęcie na długie miesiące. Z tego powodu zespoły zajmujące się konektomami różnych zwierząt zaczęły zapraszać internautów do udziału w nauce obywatelskiej, odkrywając, że sporo osób chętnie pomaga z ciekawości, z poczucia misji albo po prostu dla zabawy. Tak narodził się między innymi projekt EyeWire, w którym gracze od lat „rozplątują” neurony wzrokowe z mózgu myszy, kolorując na skanach brakujące fragmenty komórek, których nie wychwyciła sztuczna inteligencja.
Jak gra zmieniła życie Krzysztofa Kruka i co dalej z badaniami mózgu? Krzysztof Kruk, czterdziestolatek po elektrotechnice na Politechnice Świętokrzyskiej, dołączył do EyeWire około osiem lat temu po obejrzeniu wystąpienia Amy Sterling i z czasem stał się jednym z najbardziej aktywnych graczy. „Autorzy tego projektu określają, że EyeWire to kolorowanka, tylko trójwymiarowa. Od dziecka lubiłem kolorowanki i łączenie numerów, aby powstał obrazek. Kiedy więc zacząłem grać, połknąłem nie tylko przynętę, ale też haczyk, żyłkę i ciężarek” – żartuje, dodając, że niedawno przekroczył w EyeWire sto milionów punktów i wyprzedził dotychczasowego lidera zestawienia wszechczasów. Z czasem zaczął też pisać własne programy i skrypty przyspieszające pracę nad opisem neuronów, a po kilku latach został zaproszony do kolejnych projektów, w tym do FlyWire, którego celem było odtworzenie pełnego konektomu mózgu muszki owocowej. „Od wielu lat borykam się z zespołem lęku uogólnionego, który objawia się u mnie m.in. lękiem przed kontaktem z ludźmi (tzw. socjofobia). W związku z tym jestem od długiego czasu bezrobotny. Przekłada się to jednak na to, że mam do dyspozycji dużo czasu, który mogę poświęcić m.in. na naukę obywatelską” – pisze w mailu współautor artykułu w „Nature”. Podkreśla, że do zainteresowania się działaniem mózgu skłoniły go właśnie własne problemy z układem nerwowym i nadzieja, że w przyszłości dokładne porównanie wielu ludzkich mózgów, zdrowych i dotkniętych chorobami psychicznymi lub neurologicznymi, pozwoli opracować skuteczniejsze terapie. „Kiedy poznamy już te różnice - jeśli nie w tym, to w następnym pokoleniu - może będziemy w stanie znaleźć w pełni skuteczne lekarstwa na wszelkie tego typu choroby. A wtedy mam nadzieję, że będzie można zapobiec wielu takim osobistym dramatom, jaki mi niestety przypadł w udziale” – dodaje, zwracając uwagę, że ogromne zbiory danych z kolejnych mózgów są też kluczowe dla rozwoju coraz lepszych algorytmów sztucznej inteligencji.
Źródło PAP.
