"Als je alleen maar de stukjes hebt, mis je letterlijk het grote geheel, en dus is het idee hier om een ​​compleet visueel systeem te leveren", zegt Janelia Senior Group Leader Michael Reiser, die het project hielp leiden. "Er is geen enkel experiment dat we op dit moment zouden kunnen doen dat ons sneller een antwoord zou opleveren dan connectomische analyse."

Het optische kwabconnectoom maakt deel uit van een grotere inspanning van het Janelia FlyEM Projectteam om het volledige zenuwstelsel van de fruitvlieg in kaart te brengen. Wanneer dit voltooid is, zal dit de nieuw vrijgegeven optische kwab samen met de rest van de vliegenhersenen en het ventrale zenuwkoord omvatten.

Hoewel onderzoekers en medewerkers van Janelia een aantal van deze delen van het zenuwstelsel afzonderlijk in kaart hebben gebracht – inclusief de hemibreinen die in 2020 zijn vrijgegeven en het zenuwkoord dat vorig jaar is vrijgegeven – zal het komende connectoom de eerste kaart zijn van het gehele zenuwstelsel van een enkele vlieg. De optische lob is het "grote topje van deze ijsberg."

“Dit is een heel speciaal brein, omdat waarschijnlijk niemand op de planeet – en zeker niemand bij Janelia – met succes een heel zenuwstelsel in beeld heeft gebracht, dat de hoofdhersenen en het ventrale zenuwkoord omvat, in hetzelfde volume dat van voldoende kwaliteit is om met elkaar te verbinden. hen", zegt Stuart Berg, projectwetenschapper en hoofdsoftware-ingenieur van het FlyEM Project Team.

De inspanning wordt mogelijk gemaakt door het FlyEM-projectteam van Janelia, dat een proces heeft ontwikkeld en aangescherpt voor het genereren van hoogwaardige connectomen. Het team maakt gebruik van gerichte ionenbonen-scanning-elektronenmicroscopie met hoge resolutie om de monsters in beeld te brengen, krachtige computers en algoritmen om de gegevens te verzamelen en te analyseren, en een team van experts om de neuronen en hun verbindingen te proeflezen en te labelen.

Door het hele zenuwstelsel van een enkele vlieg in kaart te brengen, kunnen onderzoekers verbindingen zien tussen alle delen van het systeem die samenwerken om het gedrag van de vlieg mogelijk te maken. Hierdoor krijgen wetenschappers een ongekend inzicht in hoe het vliegenbrein werkt en mogelijk inzicht in hoe het menselijk brein functioneert. .

"We hebben keer op keer geleerd dat het echt waardevol is om datasets van superhoge kwaliteit te maken die niet echt een specifieke vraag beantwoorden, maar die je kunnen helpen duizend vragen te beantwoorden", zegt Reiser.

Meer informatie: Aljoscha Nern et al, Connectoomgestuurde neurale inventarisatie van een compleet visueel systeem, bioRxiv (2024). DOI:10.1101/2024.04.16.589741

Journaalinformatie: bioRxiv

Aangeboden door Howard Hughes Medical Institute