BBC News шыбынның миындағы нейрон талшықтарының байланыстарын түсіну арқылы адам миының бар құпиясын ашуға жол ашатын зерттеу туралы материал жариялады. Сол мақалаға сілтеме жасаған Aikyn.kz Кембридждегі биологиялық зерханада жасалған жаңалықтың маңызын талдайды.
Ғалымдарды түйреуіштің ұшынан да кішкентай шыбынның миы қаншалықты күрделі болса, соншалықты әдемі екеніне таң қалды. Фото hi-news.ru сайтынан алынды
Бұл ересек жәндіктің миына жасалған ең егжей-тегжейлі талдау деп саналады. Ғалымдар түйреуіштің ұшынан да кішкентай шыбынның миы қаншалықты күрделі болса, соншалықты әдемі екеніне таңғалған. Ол 50 миллион күрделі байланысы бар 130 000-нан астам жасушадан тұратыны белгілі болған. Осындай шағын ғана мидың арқасында шыбындар жүре алады, ұшады, ал аталығы аналығын өзіне қарату үшін тіпті махаббат әндерін де айта алады. Бұның бәрін басқаратын түйреуіштің басынан да кішкентай ми екеніне сену де қиын. Бірақ шыбындар солай жаратылған.
Бұл зерттеуге қатыспаған бұл саланың танымал маманы Кембридж ғалымдары ашқан жаңалықты өзіміздің миымыздың әлі ашылмаған үлкен жұмбақтарын шешуге жасалған «үлкен секіріс» деп бағалаған.
Ал зерттеудің жетекшілері ашылған жаңалықтың мидың «ойлау механизміне» жаңаша түсінік беретінін айтады. Кембридждегі Молекулярлық биология зертханасының (LMB) ғалымы доктор Грегори Джефферис BBC News-ке берген сұхбатында «өз басымыздағы ми жасушаларының желісі бір-бірімізбен және айналамызбен өзара әрекеттесуге қалай көмектесетінін білмейміз» дейді.
«Қандай байланыстар бар? Бізге сіздің бетіңізді тану үшін ақпаратты өңдеуге, менің дауысымды естуге және сол сөздерді электрлік сигналға айналдыруға мүмкіндік беретін жүйе қалай жұмыс істейді? Олар арқылы сигналдар қалай таралады? Шыбынның миын картаға түсіру ерекше маңызға ие және біздің миымыздың қалай жұмыс істейтінін түсінуге көмектеседі», – дейді маман.
Түрлі түсті ұсақ байланыстар мен сіңірлердің күрделі желісін көрсететін шыбын миының талшықтарының диаграммасы. Фото BBC News сайтынан алынды. Авторлығы: MRC/Nature
Адам миындағы жасушалар немесе нейрондар ғалымдар зерттеген шыбындардан миллион есе көп. Сонда жәндіктердің миының талшықтарын картаға түсіру ғалымдарға біздің қалай ойлайтынымызды түсінуге қалай көмектеседі?
Ғалымдардың Nature журналында жарияланған суреттері күрделі болғанымен қатар әдемі сымдардың түйіндерін көрсетеді. Оның пішіні мен құрылымы осындай кішкентай органның соншалықты күшті есептеу тапсырмаларын қалай орындай алады деген жұмбақты шешудің кілті болады. Осы міндеттердің барлығын орындай алатын көкнәр тұқымындай (мак) компьютер жасау қазіргі дамыған ғылымның қолынан келмейді.
Музыка мидың жұмысына қалай оң әсер етеді? Нейрология мен психолингвистика маманы, академик Татьяна Черниговскаяның түсіндірмесі.
Жобаның тағы бір жетекшісі Принстон университетінің докторы Мала Мурти ғылымда коннектом деген атаумен белгілі байланыстардың жаңа үлгісі «нейрологтар үшін революциялық» жаңалықтар ашуға көмектесетінін айтады:
«Бұл зерттеушілерге сау мидың қалай жұмыс істейтінін жақсы түсінуге көмектеседі. Болашақта миымызда бірдеңе дұрыс болмаған кезде не болатынын салыстыра аламыз деп үміттенеміз».
Осындай пікірді Лондондағы Фрэнсис Крик институтының миды басқа бағытта зерттейтін топтың жетекшісі доктор Люсия Прието Годино да қолдайды:
«Зерттеушілер 300 талшығы бар қарапайым құрттың және 3000 талшығы бар дернәсілдің коннектомын жасауды аяқтады. Бірақ 130 000 талшықтан тұратын жәндіктің толық коннектомын жасау тышқандардың миы сияқты үлкен мидың коннектомын табуға жол ашатын таңғажайып техникалық жетістік. Бұндай тәсілді қолданып, бірнеше онжылдықта мүмкін өзіміздің де миымыздың толық коннектомын жасай аламыз».
Fly Brain Slicer атты микроскопиялық пышақ шыбындардың миын 7000 жұқа бөліктерге кесуге қолданылған. Фото BBC News сайтынан алынды. Авторлығы: Gwyndaf Hughes
Кембридж зерттеушілері көптеген жеке функциялар үшін мидың қандай бөліктері мен тізбектері қолданылатынын, олардың өзара байланысын көрсете алған. Шыбынның қозғалысына байланысты талшықтар, мысалы, мидың түбінде, ал көруге байланысты сымдар бүйірге жақын орналасқанын анықтаған. Шыбынның көруіне мидың көп нейрондарды пайдаланылады, өйткені көру үшін жәндік әлдеқайда көп ақпаратты өңдейді, есептейді. Ғалымдар жеке тізбектер туралы бұрыннан білгенімен, олардың бір-бірімен қалай қосылғанын білмеген еді.
Шыбынның миы жақындап келетін қауіпті объектіге (мысалы, бүктелген газет) қарама-қарсы тұрған аяқтарға, қанаттарға күштірек қимылдауға сигнал береді. Фото maximonline.ru сайтынан алынды
Неліктен шыбындарды қағып түсіру қиын?
Басқа зерттеушілер шыбындарды қағып өлтірудің неліктен қиын екенін анықтау үшін, мысалы, схемаларды пайдаланып жатыр. Шыбындар бүктелген газеттің қай бағытта өзіне жақындап келе жатқанын көру контурлары арқылы анықтайды және ми сол мезетте аяқтарға, қанаттарға сигнал береді.
Бірақ ең бастысы, ми өзіне жақындап келетін қауіпті объектіге (мысалы, бүктелген газет) қарама-қарсы тұрған аяқтарға секіруге, қанаттарға күштірек қимылдауға сигнал жібереді.
Сондықтан олар көз ілеспес жылдамдықпен ұшу бағытын ауыстырып, қауіпсіз жаққа секіреді. Бұл ойлау жылдамдығынан да жылдам. Бұл жаңалық біздің шыбындарды қағып түсіруде «баяу» қозғалып, оны жеңе алмайтынымызды түсіндіреді. Шыбынның миы адамның қолы мен миының жылдамдығынан да асып түсетін сияқты.
Ғалым: «Нейрондардың қызметін сипаттау – Google Maps картасында көше атауларын, қала атауларын, жұмыс уақытын, телефон нөмірлерін көрсетуге ұқсайды». Фото psyfactor.org сайтынан алынды
Fly Brain Slicer атты микроскопиялық пышақ шыбындардың миын 7000 таңқаларлық жұқа бөліктерге кесу үшін қолданылған. Олардың әрқайсысын суретке түсіріп, оларды цифрлық түрде біріктіру арқылы шыбын миының электр өткізгіштігінің схемасы жасалған. Содан кейін Принстон командасы барлық нейрондардың пішіндері мен байланыстарын білу үшін жасанды интеллекті пайдаланған. Бірақ ЖИ оның бәрін қатесіз жасай алмаған – зерттеушілер үш миллионнан астам қатені қолмен түзетуге мәжбүр болған.
Мұның өзі техникалық жағынан күрделі болғанымен, бұл зерттеудің тек жартысы ғана еді. Медициналық зерттеулер кеңесінің молекулярлық биология зертханасының қызметкері доктор Филипп Шлегельдің айтуынша, әрбір байланыс талшығының қызметінің сипаттамасы болмаса, схеманың өзі де мағынасыз болар еді.
«Бұл деректер миға арналған Google Maps сияқты: нейрондар арасындағы талданбаған байланыстар көшелер мен ғимараттардың суреті ғана сияқты. Ал нейрондарды сипаттау – Google Maps картасында көше атауларын, қала атауларын, жұмыс уақытын, телефон нөмірлерін көрсетуге ұқсайды», – дейді ғалым.
Сканер адам миының құрылымын көрсете алады, бірақ ең күшті сканердің өзі мидың аз бөлігін ғана талдай алады. Фото BBC News сайтынан алынды
Қазірдің өзінде шыбынның коннектомы оны зерттеуге пайдаланғысы келетін кез келген ғалымға қолжетімді. Доктор Шлегель нейробиология әлемі осы жаңа картаның арқасында «таяу екі жылда көптеген жаңалықтар ашады» деп сенеді.
Адамның миы шыбынның миынан әлдеқайда үлкен, оның жұмысы туралы барлық ақпаратты жинауға мүмкіндік беретін технология бізде әлі жоқ. Бірақ зерттеушілер 30 жыл ішінде адамның коннектомын жасау мүмкін деп санайды. Олардың ойынша, шыбынның миының жұмбақтарын ашып, біз өзіміздің ақыл-ойымыз қалай жұмыс істейтінін жаңа, тереңірек түсінетін боламыз. Бұл зерттеуді FlyWire консорциумы деп аталатын үлкен халықаралық ғалымдар тобы жүргізген. Ғылыми мақаланың толық нұсқасы кеше (2 қазан) Nature журналының №634 санында жарияланған.
Сараптама, зерттеу мақала, күнделікті өзекті ақпаратты «Айқынның» TELEGRAM арнасынан табасыз.