أحدث الأخبار مع #MICrONS
الجمهورية
٠٣-٠٥-٢٠٢٥
- صحة
- الجمهورية
رصد توهج 76ألف خلية ..أثناء مشاهدة فأرلفيلم "حرب النجوم..!!
رسم خريطة أكبر شبكة عصبية من الدماغ حتى الآن..!! مخ الثدييات عبارة عن شبكة معقدة من مليارات الخلايا المتصلة عبر تريليونات العقد التي لم يتمكن علماء الأعصاب من فك رموزها. والآن، رسم الباحثون خريطة ً للعديد من الخلايا والوصلات في جزء لا يتجاوز حجمه مليمترًا مكعبًا واحدًا من دماغ فأر. قال جاكوب رايمر، عالم الأعصاب بكلية بايلور للطب ، لموقع livescience: "يبدو الملليمتر صغيرًا، لكن توجد داخله كيلومترات من الأسلاك". رايمر هو المؤلف الرئيسي لإحدى الدراسات العشر الجديدة التي تشرح كيفية عمل هذه الخريطة الدماغ ية. رايمر عضو بفريقMICrONS، الذي يضم أكثر من 150 عالمًاأمريكيًا. في أوراق بحثية بمجلة نيتشر، كشفوا عن الخريطة العصبية ثلاثية الأبعاد "الشبكة العصبية"، ووصفوا فائدة هذه البيانات لاستكشاف آليات عمل الدماغ. ليليان موخيكا-بارودي، عالمة الأعصاب بجامعة ستوني بروك -لم تشارك في العمل -قالت لموقع livescience: "هذا يُسهّل رصد وظائف الخلايا العصبية وفهم كيفية ارتباطها معًا." البشرية تقترب .. منالعيش تحت الماء..!! السبت 03 مايو 2025 5:55:58 م المزيد شفاة ممتلئة فى 3 خطوات السبت 03 مايو 2025 5:53:06 م المزيد رسم خريطة أكبر شبكة عصبية من الدماغ حتى الآن..!! السبت 03 مايو 2025 5:49:30 م المزيد العناية بالشعر المصبوغ السبت 03 مايو 2025 5:27:17 م المزيد أمل عمار:"تحويشة" يعكس الالتزام المستمر بتمكين المرأة اقتصاديًا السبت 03 مايو 2025 5:12:51 م المزيد
نافذة على العالم
١٧-٠٤-٢٠٢٥
- صحة
- نافذة على العالم
أخبار العالم : إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لدماغ فأر لا يتعدى حبة رمل
الخميس 17 أبريل 2025 02:30 مساءً نافذة على العالم - 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 أوراق بحثية عديدة نُشرت في مجلة Nature 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، حيث 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. 00:13 رسم متحرك يُظهر جميع الخلايا بالقشرة البصرية في دماغ الفأر قد يهمك أيضاً بعد إنهاء حياة الفأر بطريقة رحيمة، أخذ الباحثون من معهد آلن المليمتر المكعب ذاته من الدماغ وقطّعوه إلى أكثر من 28,000 طبقة، يبلغ سُمك كل واحدة منها 1/400 من عرض شعرة الإنسان، ثم التقطوا صورًا لكل شريحة على حدة. بعد ذلك، قاموا بإعادة تركيب الصور في صورة مركبة واحدة. استغرقت هذه العملية بحسب الدكتور نونـو ماساريكو دا كوستا، الباحث المشارك في معهد آلن، حوالي 12 يومًا و12 ليلة، مع تناوب الفريق على العمل على مدار الساعة. بعد ذلك، استخدم فريق في جامعة برينستون بولاية نيوجيرسي الأمريكية أدوات التعلّم الآلي والذكاء الاصطناعي لتتبع حدود كل خلية عصبية عبر الشرائح، وتلوين الخلايا العصبية لإظهار كل واحدة منها على حدة، في عملية تُعرف بـ التجزئة (segmentation). يتم التحقق من صحة المعلومات التي وُلّدت بواسطة الذكاء الاصطناعي أو مراجعتها يدويًا من قِبل العلماء المشاركين، وهي عملية مستمرة حتى الآن. أدّى هذا العمل إلى إنشاء رؤية موحّدة لما يسميه العلماء "المخطط الاتصالي لدماغ الفأر (connectome)"، يُظهر كيف يتم تنظيم أجزاء معينة من دماغ الفأر، ويُقدّم نظرة على كيفية تفاعل أنواع الخلايا المختلفة معًا. لفت الدكتور سيباستيان سيونغ، أستاذ علم الأعصاب وأستاذ علوم الحاسوب في جامعة برينستون إلى أن "المخطّط الاتصالي هو بمثابة بداية التحوّل الرقمي في علم الدماغ". وأضاف: "ببضع ضغطات على لوحة المفاتيح يمكنك البحث عن معلومات، والحصول على النتائج خلال ثوانٍ. بعض تلك المعلومات كانت تتطلب سابقًا أطروحة دكتوراه كاملة للحصول عليها. وهذه قوّة التحول الرقمي". الدكتور نونو ماساريكو دا كوستا، الباحث المشارك في معهد آلن لعلوم الدماغ، يعمل في مختبر المجهر الإلكتروني. Credit: Allen Institute التحدي المستحيل لطالما اعتُبر رسم خريطة للدماغ بهذه الطريقة تحديًا مستحيلًا، إذ قال عالم الأحياء الجزيئية فرانسيس كريك، الحائز على جائزة نوبل لوصفه بنية الحمض النووي DNA، إن علماء الأعصاب لن يتمكنوا أبدًا من الوصول إلى هذا المستوى من الفهم الدقيق للدماغ. وكان كريك قد كتب في مجلة "Scientific American" خلال عام 1979: "لا فائدة من طلب المستحيلات، مثل، مخطط الأسلاك الدقيقة لمليمتر مكعب من نسيج الدماغ، والطريقة التي تطلق بها جميع الخلايا العصبية فيه إشاراتها". تعتمد خريطة "المخطط الاتصالي" لدماغ الفأر على أعمال سابقة مماثلة أُنجزت على كائنات أصغر، حيث اكتمل مخطط الدماغ الكامل لدودة الربداء الرشيقة C. elegans في عام 2019. وكشف العلماء في عام 2024 عن خريطة لجميع الخلايا العصبية في دماغ ذبابة الفاكهة. وأشار الباحثون إلى أنّ مليمترًا مكعبًا واحدًا من دماغ الفأر يفوق بنحو 20 مرة دماغ ذبابة الفاكهة، ويُعتبر أكثر تعقيدًا. لكن، يتمثّل الهدف برسم خريطة كاملة لدماغ الفأر في المستقبل القريب. قال الدكتور كولمان إن رسم خريطة للدماغ البشري بمستوى التفاصيل ذاته على مستوى المشابك العصبية، أمر صعب، موضحًا أن "الدماغ البشري أكبر بحوالي 1500 مرة من دماغ الفأر، وهذا يُضيف عددًا هائلًا من التحديات التقنية والأخلاقية التي تعيق تحقيق ذلك". وأشار الدكتور كلاي ريد، الباحث الأول في علوم الدماغ بمعهد آلن، إلى أن تتبّع المحاور العصبية في الدماغ البشري قد يكون ممكنًا، حتى إن لم يكن ذلك على مستوى المشابك العصبية. مستدركًا بأنّ "احتمالية إعادة بناء الدماغ البشري بالكامل على مستوى جميع الاتصالات، أمر مستبعد مستقبلًا". طريقة جديدة لدراسة مرض الزهايمر من جهتها، قالت الدكتورة مارييلا بيتكوفا، الباحثة المشاركة، والدكتور غريغور شوخنيشت، الباحث بعد الدكتوراه، وكلاهما من قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية في جامعة هارفارد، إن القشرة الدماغية الحديثة (neocortex) تُعد منطقة مثيرة للاهتمام في الدراسة، لأنها تميز أدمغة الثدييات عن أدمغة الفقاريات الأخرى. قد يهمك أيضاً وكتبا في مقال رافق نشر الدراسة:"ركّز الباحثون على هذه المنطقة لأنها تُعتبر بالمجمل مقر الإدراك العالي، وتلعب دورًا رئيسيًا في الإدراك الحسي، ومعالجة اللغة، والتخطيط، واتخاذ القرار". من اللافت أن هذه الوظائف المختلفة ظاهريًا تصبح ممكنة بفضل مخطّط بُنيوي يمكن العثور عليه، مع بعض التعديلات، في جميع مناطق القشرة الدماغية، ولدى جميع الثدييات. تُستخدم فئران المختبر بالفعل على نطاق واسع لفهم الأمراض التي تصيب الإنسان، ومن شأن الفهم الأفضل لبنية ووظيفة دماغ الفأر أن يفتح آفاقًا جديدة لدراسة اضطرابات الدماغ البشري، مثل ألزهايمر، وباركنسون، والتوحد، والفصام، وهي أمراض تنطوي على خلل في الاتصال العصبي. وأفاد دا كوستا في بيان صحفي:"إذا كان لديك راديو معطّل، ولديك مخطط الدائرة الكهربائية الخاصة به، ستكون في موقع أفضل لإصلاحه"، مضيفًا: "نحن نصف هنا ما يشبه خريطة غوغل، أو مخططًا هندسيًا لحبة رمل. في المستقبل، يمكننا استخدام هذا المخطط لمقارنة التوصيلات العصبية في دماغ فأر سليم مع تلك الموجودة في نموذج مرضي".
CNN عربية
١٧-٠٤-٢٠٢٥
- صحة
- CNN عربية
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. 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. دراسة: الدماغ البشري يحتوي على ملعقة كاملة من البلاستيك النانوي بعد إنهاء حياة الفأر بطريقة رحيمة، أخذ الباحثون من معهد آلن المليمتر المكعب ذاته من الدماغ وقطّعوه إلى أكثر من 28,000 طبقة، يبلغ سُمك كل واحدة منها 1/400 من عرض شعرة الإنسان، ثم التقطوا صورًا لكل شريحة على حدة. بعد ذلك، قاموا بإعادة تركيب الصور في صورة مركبة واحدة. استغرقت هذه العملية بحسب الدكتور نونـو ماساريكو دا كوستا، الباحث المشارك في معهد آلن، حوالي 12 يومًا و12 ليلة، مع تناوب الفريق على العمل على مدار الساعة. بعد ذلك، استخدم فريق في جامعة برينستون بولاية نيوجيرسي الأمريكية أدوات التعلّم الآلي والذكاء الاصطناعي لتتبع حدود كل خلية عصبية عبر الشرائح، وتلوين الخلايا العصبية لإظهار كل واحدة منها على حدة، في عملية تُعرف بـ التجزئة (segmentation). يتم التحقق من صحة المعلومات التي وُلّدت بواسطة الذكاء الاصطناعي أو مراجعتها يدويًا من قِبل العلماء المشاركين، وهي عملية مستمرة حتى الآن. أدّى هذا العمل إلى إنشاء رؤية موحّدة لما يسميه العلماء "المخطط الاتصالي لدماغ الفأر (connectome)"، يُظهر كيف يتم تنظيم أجزاء معينة من دماغ الفأر، ويُقدّم نظرة على كيفية تفاعل أنواع الخلايا المختلفة معًا. لفت الدكتور سيباستيان سيونغ، أستاذ علم الأعصاب وأستاذ علوم الحاسوب في جامعة برينستون إلى أن "المخطّط الاتصالي هو بمثابة بداية التحوّل الرقمي في علم الدماغ". وأضاف: "ببضع ضغطات على لوحة المفاتيح يمكنك البحث عن معلومات، والحصول على النتائج خلال ثوانٍ. بعض تلك المعلومات كانت تتطلب سابقًا أطروحة دكتوراه كاملة للحصول عليها. وهذه قوّة التحول الرقمي". لطالما اعتُبر رسم خريطة للدماغ بهذه الطريقة تحديًا مستحيلًا، إذ قال عالم الأحياء الجزيئية فرانسيس كريك، الحائز على جائزة نوبل لوصفه بنية الحمض النووي DNA، إن علماء الأعصاب لن يتمكنوا أبدًا من الوصول إلى هذا المستوى من الفهم الدقيق للدماغ. وكان كريك قد كتب في مجلة "Scientific American" خلال عام 1979:"لا فائدة من طلب المستحيلات، مثل، مخطط الأسلاك الدقيقة لمليمتر مكعب من نسيج الدماغ، والطريقة التي تطلق بها جميع الخلايا العصبية فيه إشاراتها". تعتمد خريطة "المخطط الاتصالي" لدماغ الفأر على أعمال سابقة مماثلة أُنجزت على كائنات أصغر، حيث اكتمل مخطط الدماغ الكامل لدودة الربداء الرشيقة C. elegans في عام 2019. وكشف العلماء في عام 2024 عن خريطة لجميع الخلايا العصبية في دماغ ذبابة الفاكهة. وأشار الباحثون إلى أنّ مليمترًا مكعبًا واحدًا من دماغ الفأر يفوق بنحو 20 مرة دماغ ذبابة الفاكهة، ويُعتبر أكثر تعقيدًا. لكن، يتمثّل الهدف برسم خريطة كاملة لدماغ الفأر في المستقبل القريب. قال الدكتور كولمان إن رسم خريطة للدماغ البشري بمستوى التفاصيل ذاته على مستوى المشابك العصبية، أمر صعب، موضحًا أن "الدماغ البشري أكبر بحوالي 1500 مرة من دماغ الفأر، وهذا يُضيف عددًا هائلًا من التحديات التقنية والأخلاقية التي تعيق تحقيق ذلك". وأشار الدكتور كلاي ريد، الباحث الأول في علوم الدماغ بمعهد آلن، إلى أن تتبّع المحاور العصبية في الدماغ البشري قد يكون ممكنًا، حتى إن لم يكن ذلك على مستوى المشابك العصبية. مستدركًا بأنّ "احتمالية إعادة بناء الدماغ البشري بالكامل على مستوى جميع الاتصالات، أمر مستبعد مستقبلًا". من جهتها، قالت الدكتورة مارييلا بيتكوفا، الباحثة المشاركة، والدكتور غريغور شوخنيشت، الباحث بعد الدكتوراه، وكلاهما من قسم البيولوجيا الجزيئية والخلوية في جامعة هارفارد، إن القشرة الدماغية الحديثة (neocortex) تُعد منطقة مثيرة للاهتمام في الدراسة، لأنها تميز أدمغة الثدييات عن أدمغة الفقاريات الأخرى. كيف سيكشف فحص الدم عن مرض الزهايمر في المستقبل؟ وكتبا في مقال رافق نشر الدراسة:"ركّز الباحثون على هذه المنطقة لأنها تُعتبر بالمجمل مقر الإدراك العالي، وتلعب دورًا رئيسيًا في الإدراك الحسي، ومعالجة اللغة، والتخطيط، واتخاذ القرار". من اللافت أن هذه الوظائف المختلفة ظاهريًا تصبح ممكنة بفضل مخطّط بُنيوي يمكن العثور عليه، مع بعض التعديلات، في جميع مناطق القشرة الدماغية، ولدى جميع الثدييات. تُستخدم فئران المختبر بالفعل على نطاق واسع لفهم الأمراض التي تصيب الإنسان، ومن شأن الفهم الأفضل لبنية ووظيفة دماغ الفأر أن يفتح آفاقًا جديدة لدراسة اضطرابات الدماغ البشري، مثل ألزهايمر، وباركنسون، والتوحد، والفصام، وهي أمراض تنطوي على خلل في الاتصال العصبي. وأفاد دا كوستا في بيان صحفي:"إذا كان لديك راديو معطّل، ولديك مخطط الدائرة الكهربائية الخاصة به، ستكون في موقع أفضل لإصلاحه"، مضيفًا: "نحن نصف هنا ما يشبه خريطة غوغل، أو مخططًا هندسيًا لحبة رمل. في المستقبل، يمكننا استخدام هذا المخطط لمقارنة التوصيلات العصبية في دماغ فأر سليم مع تلك الموجودة في نموذج مرضي".
الشرق الأوسط
١٠-٠٤-٢٠٢٥
- صحة
- الشرق الأوسط
علماء ينتجون مخططاً دقيقاً لتوصيلات دماغ الفأر
أنتج علماء الأعصاب أكبر مخطط توصيلات عصبية وخريطة وظيفية لدماغ الثدييات حتى الآن، باستخدام أنسجة من جزء من قشرة دماغ فأر مسؤول عن الرؤية، وهو إنجاز قد يُقدم فهماً أعمق لكيفية عمل الدماغ البشري. وحدد العلماء البنية الدماغية في عينة نسيجية بحجم حبة رمل، تحتوي على أكثر من 200 ألف خلية، بما في ذلك ما يقرب من 84 ألف خلية عصبية تُسمى الخلايا العصبية، ونحو 524 مليون وصلة بين هذه الخلايا عند نقاط اتصال تُسمى المشابك العصبية. وفي المجمل، جمعوا بيانات تغطي نحو 3.4 ميل (5.4 كيلومتر) من التوصيلات العصبية في جزء من الدماغ يُعالج المعلومات البصرية من العينين. وقال عالم الأعصاب فورست كولمان، من معهد «ألين» لعلوم الدماغ، وأحد العلماء الرائدين في البحث الذي نُشر، اليوم الأربعاء، في مجلة «نيتشر»: «تأتي ملايين المشابك العصبية ومئات الآلاف من الخلايا بتنوع كبير في الأشكال والأحجام، وتحتوي على تعقيد هائل... النظر إلى تعقيدها يمنحنا شعوراً بالرهبة إزاء التعقيد الهائل لعقولنا». القشرة المخية هي الطبقة الخارجية للدماغ، وهي الموقع الرئيسي للإدراك الواعي، والأحكام، وتخطيط الحركات وتنفيذها. وقال عالم الأعصاب أندرياس تولياس من كلية «بايلور» للطب، وأحد رواد البحث: «يدرس العلماء بنية الدماغ وتشريحه - بما في ذلك مورفولوجيا أنواع الخلايا المختلفة وكيفية ارتباطها - منذ أكثر من قرن». وأضاف: «مع ذلك، كان فهم كيفية ظهور الوظيفة العصبية على مستوى الدائرة العصبية أمراً صعباً، إذ نحتاج إلى دراسة كلٍّ من الوظيفة والتوصيلات العصبية في الخلايا العصبية نفسها. وتمثل دراستنا أكبر جهد حتى الآن لتوحيد بنية الدماغ ووظيفته بشكل منهجي داخل فأر واحد». رغم وجود اختلافات ملحوظة بين أدمغة الفئران والبشر، فإن العديد من المبادئ التنظيمية لا تزال محفوظة لدى مختلف الأنواع. ركز البحث على جزء من هذه المنطقة يُسمى القشرة البصرية الأولية، وهو جزء من المرحلة الأولى من معالجة الدماغ للمعلومات البصرية وأُجري بواسطة «MICrONS»، وهو اختصار لعبارة «الذكاء الآلي» من «Cortical Networks»، وهو اتحاد علمي يضم أكثر من 150 عالماً من مؤسسات مختلفة. أنشأ باحثون في كلية «بايلور» للطب خريطة للنشاط العصبي في مليمتر مكعب من القشرة البصرية الأولية من خلال تسجيل استجابات خلايا الدماغ خلال ركض فأر المختبر على جهاز المشي أثناء مشاهدة مجموعة متنوعة من صور الفيديو، بما في ذلك من أفلام «الماتريكس». عُدِّل الفأر جينياً لجعل هذه الخلايا تُصدر مادة فلورية عند نشاط الخلايا العصبية. ثم صُوِّرت الخلايا العصبية نفسها في معهد «ألين». جُمعت هذه الصور ثلاثية الأبعاد، واستخدم باحثو جامعة «برينستون» الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لإعادة بناء الخلايا العصبية وأنماط ارتباطها. يتكون الدماغ من شبكة من الخلايا، بما في ذلك الخلايا العصبية التي تُنشَّط بواسطة مُحفِّزات حسية مثل البصر أو الصوت أو اللمس، وتتصل ببعضها البعض عبر نقاط تشابك عصبي. تتضمن الوظيفة الإدراكية التفاعل بين تنشيط الخلايا العصبية والارتباطات بين خلايا الدماغ. يرى الباحثون فوائد عملية من هذا النوع من الأبحاث. وقال تولياس: «أولاً، يُمكن لفهم قواعد توصيلات الدماغ أن يُسلِّط الضوء على مُختلف الاضطرابات العصبية والنفسية، بما في ذلك التوحد والفصام، التي قد تنشأ عن تشوهات دقيقة في التوصيلات العصبية. ثانياً، إن المعرفة الدقيقة لكيفية تشكيل التوصيلات العصبية لوظائف الدماغ تُتيح لنا اكتشاف الآليات الأساسية للإدراك». من النتائج الرئيسية التي سُلِّط الضوء عليها في البحث، رسم خريطة لكيفية تنظيم الاتصالات التي تشمل فئة واسعة من الخلايا العصبية في الدماغ تُسمى الخلايا المثبطة. عندما تنشط هذه الخلايا، فإنها تُقلل نشاط الخلايا التي تتصل بها. وهذا على عكس الخلايا المُثيرة، التي تزيد من احتمالية نشاط الخلايا التي تتصل بها. تُمثل الخلايا المثبطة نحو 15 في المائة من الخلايا العصبية القشرية. وقال كولمان: «لقد وجدنا أنماط تثبيط أكثر تحديداً بكثير مما توقعه الكثيرون، بمن فيهم نحن». وأضاف: «لا تتصل الخلايا المثبطة عشوائياً بجميع الخلايا المُثيرة المحيطة بها، بل تختار أنواعاً محددة جداً من الخلايا العصبية للاتصال بها. علاوة على ذلك، كان من المعروف وجود أربعة أنواع رئيسية من الخلايا العصبية المثبطة في القشرة المخية، لكن أنماط التحديد تُقسّم هذه الفئات إلى مجموعات أدق بكثير».
