Forscher verstehen die Struktur des Gehirns und haben sie sehr detailliert kartiert, aber sie wissen immer noch nicht genau, wie es Daten verarbeitet – dies erfordert ein detailliertes „Schema“ des Gehirns. Wissenschaftler haben nun eine solche Karte für eine Fruchtfliegenlarve erstellt. Es wird als Verbindung bezeichnet und zeigt laut Neuroscience News 3016 Neuronen und 548 Synapsen eines Insekts. Die Karte wird Forschern dabei helfen, besser zu verstehen, wie das Gehirn von Insekten und Tieren Verhalten, Lernen, Körperfunktionen und mehr steuert. Diese Arbeit könnte sogar zu Verbesserungen in Netzen künstlicher Intelligenz führen.
„Bis jetzt haben wir die Struktur von keinem anderen Gehirn als dem Spulwurm C. elegans, der Fadenwurm-Kaulquappe und der Larve des marinen Ringelwurms gesehen, die mehrere hundert Neuronen haben“, sagte Professor Marta Zlatik vom Labor für Molekularbiologie des MRC. - Das bedeutet, dass die Neurowissenschaften meist ohne Schaltkreise gearbeitet haben. Ohne die Struktur des Gehirns zu kennen, erraten wir, wie Berechnungen durchgeführt werden. Aber jetzt können wir anfangen, ein mechanistisches Verständnis davon zu gewinnen, wie das Gehirn funktioniert."
Um die Karte zu erstellen, scannte das Team Tausende von Scheiben des Gehirns der Larve mit einem Elektronenmikroskop und integrierte sie dann in eine detaillierte Karte, auf der alle neuralen Verbindungen markiert wurden. Als nächstes verwendeten sie Computerwerkzeuge, um die wahrscheinlichen Wege des Informationsflusses und die Arten von "schematischen Motiven" im Gehirn des Insekts zu bestimmen. Sie bemerkten sogar, dass einige strukturelle Merkmale der modernen Deep-Learning-Architektur sehr ähneln.
Wissenschaftler haben detaillierte Karten des Gehirns einer Fruchtfliege erstellt, die viel komplexer ist als eine Fruchtfliegenlarve. Diese Karten enthalten jedoch nicht alle detaillierten Verbindungen, die erforderlich sind, um ein echtes Schema des Gehirns zu erhalten.
In der nächsten Phase wird das Team die Strukturen untersuchen, die für Verhaltensfunktionen wie Lernen und Entscheidungsfindung verwendet werden, und wird auch die Aktivität des Connectoms untersuchen, wenn das Insekt bestimmte Aktionen ausführt. Und obwohl die Larve der Fruchtfliege ein einfaches Insekt ist, erwarten die Forscher ähnliche Muster auch bei anderen Tieren. „So wie Gene im gesamten Tierreich erhalten bleiben, denke ich, dass auch die Grundmotive der Schaltkreise, die diese grundlegenden Verhaltensmuster implementieren, erhalten bleiben“, sagte Zlatik.
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