إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لدماغ فأر لا يتعدى حبة رمل

دبي، الإمارات العربية المتحدة (CNN) -- تمكن العلماء من إنشاء أول خريطة دقيقة ثلاثية الأبعاد لدماغ الثدييات، باستخدام جزء صغير للغاية من نسيج دماغ فأر، لا يتعدّى حجم حبّة رمل.

وتُظهر هذه الخريطة الشكل، والوظيفة، والنشاط الخاص بـ 84,000 خلية عصبية، عبارة عن بُنى متفرّعة تبعث الرسائل عبر أذرع طويلة تُعرف بالمحور العصبي، وتنتقل عبر أكثر من 500 مليون مشبك عصبي، بالإضافة إلى توثيق 200,000 خلية دماغية.

 

يحتوي هذا الجزء الصغير من الدماغ على ما يُعادل 5.4 كيلومترات من الأسلاك العصبية، أي ما يقارب مرة ونصف طول سنترال بارك في مدينة نيويورك الأمريكية.

يُعد هذا العمل تتويجًا لعقد تقريبًا من الأبحاث التي أجراها 150 عالمًا في 22 مؤسسة بقيادة معهد آلن لعلوم الدماغ وكلية بايلور للطب وجامعة برينستون.

في مقطع فيديو شاركه المعهد، قال الدكتور فورست كولمان، المدير المشارك لقسم البيانات والتقنية في معهد آلن إنّ "المذهل أنّ هذه الخريطة تُغطّي فقط 1/500 من حجم دماغ فأر كامل، ورغم ذلك أنتج الفريق 1.6 بيتابايت من البيانات، أي ما يُعادل مشاهدة فيديو عالي الدقة من دون انقطاع لمدة 22 عامًا".

وقد أتاح المشروع، المعروف باسم برنامج الذكاء الاصطناعي المستوحى من الشبكات القشرية (MICrONS)، كل هذه البيانات بشكل مجاني للجمهور.

تناول الباحثون هذا الإنجاز  في ورقات بحثية عديدة نُشرت في مجلة Nature المرموقة بتاريخ 9 أبريل/ نيسان.

الدكتور كلاي ريد (إلى اليمين)، الباحث الأول في معهد آلن لعلوم الدماغ، وطالبة الدكتوراه ليلى العبّادي من جامعة واشنطن، يقومان بفحص بيانات مشروع MICrONS، الذي يُعد من أضخم المشاريع العلمية لفهم البنية الدقيقة لشبكات الدماغ. Credit: Allen Institute بناء خريطة لنشاط الدماغ

بهدف إنشاء هذه الخريطة المذهلة، بدأ العلماء بكلية بايلور للطب في هيوستن بتسجيل نشاط الدماغ في جزء صغير من نسيج الدماغ ، لا يتعدى 1 مليمتر مكعب، في القشرة البصرية لفأر مُختبري، وهي المنطقة المسؤولة عن معالجة ما تراه العين.

تم استخدام مجاهر متخصصة لرصد النشاط العصبي بدقة عالية على مدى أيام عدّة. لضمان أن تكون البيانات طبيعية وتعكس النشاط العصبي الواقعي، حرص الباحثون على أن يكون الفأر مستيقظًا ومُحفّزًا بصريًا أثناء التصوير. 

وجعل العلماء الفأر يجري على جهاز مشي صغير، فيما يشاهد فيديوهات قصيرة مدتها 10 ثوانٍ من أفلام شهيرة.

كما شملت المشاهد أيضًا مقاطع من "يوتيوب" لرياضات خطرة مثل: الموتوكروس، والزلاجة السريعة (luge)، و القفز من المرتفعات (BASE jumping)، وذلك وفق ما ورد في بيان صحفي صادر عن جامعة برينستون.

المصدر: CNN Arabic