A retina: sejtről sejtre

Közzétették a Humán Konnektóma Projekt egyik előkészítő kutatásának első eredményeit: a kutatók az egér retinájának egy aprócska darabkáját térképezték fel a sejtek és a köztük lévő kapcsolódások szintjén. 

A retina: sejtről sejtre

A genom teljes feltérképezése mintájára az idegtudományban egyre nagyobb hangsúlyt kap a konnektomika, vagyis az agyban található összeköttetések feltérképezése. A tavaly meghirdetett Humán Konnektóma Projekt keretében világszerte több kutatócsoport dolgozik azon, hogy működés közben írja le különféle élőlények idegi kapcsolódási köreit, gyakorlatot szerezve és új módszereket kikísérletezve a fő cél, az emberi agy minél teljesebb sejtszintű feltérképezése érdekében.

Jelenleg egyetlen élőlény, a Caenorhabditis elegans teljes konnektómája ismert: a fonálféreg mindössze 302 idegsejttel és hétezer összeköttetéssel rendelkezik. Jó úton halad az ecetmuslica idegi összeköttetéseinek feltérképezése is, a kutatássorozat következő állomásaként pedig az egérretina 50 ezer ganglionsejtjének, illetve a szaglógumó 70 ezer sejtjének kapcsolódásait kezdik felderíteni a szakértők.

Ez utóbbi projekt első eredményeit tették közzé a Max Planck Intézet és az MIT kutatói, akik négy évnyi adatelemzés után, nagyjából kétszáz egyetemi hallgató aktív segítségével elkészítették az egérretina egy darabkájának precíz térképét, az összes benne található sejttel és a köztük lévő kacsolódásokkal egyetemben. Bár csak az agy egy nagyon aprócska darabkájáról van szó, az aprólékos munka máris meghozta gyümölcsét: a kutatás során ráakadtak egy új, egyelőre ismeretlen funkciójú sejttípusra, illetve újfajta összeköttetési módokat fedeztek fel, amelyek révén jobban érthetővé válhat a recehártya működése.

A mindössze egy tizedmilliméter élhosszúságú, retinából kivájt kocka nagyjából ezer idegsejtet tartalmaz, amelyek közt több mint félmillió kapcsolódás létezik. Az egy hónap alatt összegyűjtött adatmennyiséget négy évnyi elemzés követte, ennyi időre volt szükség ahhoz, hogy a minta szeleteiről készült elektronmikroszkópos felvételekből újraépítsék a teljes struktúrát. A konnektóma bonyolultsága többször kifogott a számítógépes algoritmusokon, így végső döntéshozóként emberi segítőket vontak be a kutatók annak elbírálásába, hogy egy adott idegi „vezeték” elágazik-e az adott ponton vagy sem. Csak ezen nem egyértelmű helyzetek mérlegelése 20 ezer munkaórát vett igénybe, így elképzelhetjük, hogy mekkora emberi személyzet kell majd az egér (vagy később az ember) teljes agyának feltérképezéséhez, persze remélhetőleg addigra már a szoftverek is sokat fejlődnek, és átvehetik a munka egy részét.

A retina nem egyszerűen elektromos jelekké alakítja a képeket, hanem szelektálja és szűri is a képi információt, mielőtt továbbítaná az agynak. A neuronok hálózata ennek megfelelően rendkívül komplikált. A kutatók azonban úgy vélik, hogy jó úton járnak, és bár egyelőre mindössze a retina egytized százalékával végeztek, meggyőződésük, hogy az ilyen „kicsiben” végrehajtott próbálkozások jelentik az utat a teljes agy konnektómájának megismerése felé. Igaz ugyan, hogy az jóval nagyobb vállalkozás lesz, de időközben a módszerek is rengeteget fejlődnek.

Ennek egyik útja lehet egy már más kutatások során is bevált metódus: az internetes közösség segítségének felhasználása. A szakértők éppen ezért Brainflight néven még idén el akarnak indítani egy online játékot, amelyben a felhasználók segíthetnek a neuronok közti kapcsolódások azonosításában. A modern algoritmusok gyakran gépi tanuláson alapulnak, és egy ilyen, emberi felhasználók által kreált adathalmaz remek kiindulási alapot jelenthet a módszer automatizálása felé vezető úton.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward