Программа машинного обучения отследила положение и закаталогизировала поведения 400 000 дрозофил, больше чем за 225 дней записей, помогая исследователям соответствовать определенным поведениям разным группам нейронов.«Мы желали осознать то, что нейроны делают на клеточном уровне», заявляет Фаворит Janelia Group Кристин Брэнсон.
Она и сотрудники сказали о работе 13 июля в издании Cell.Их результаты – самые всесторонние нервные карты поведения, все же созданного. Такие подробные карты имели возможность дать исследователям отправную точку для отслеживания нервного применения мух схемы, дабы произвести определенные поведения, такие как скачок либо уход крыла, говорит Брэнсон. Познание внутренних работ мозга мухи имело возможность кроме того предложить познание нервного основания поведения человека, говорит она.
Не смотря на то, что мозг дрозофилы, Дрозофилы melanogaster, лишь о размере мака, это включает приблизительно 100 000 нейронов, каковые взаимодействуют в сложных схемах, дабы руководить широким множеством поведений.«Мухи делают все вещи, каковые организм обязан сделать в мире», говорит соавтор изучения Элис Роби, исследователь в Janelia. «Они должны отыскать еду, они должны сбежать от хищников, они должны отыскать ассистента, они должны воспроизвести».
Все те действия, она говорит, включают разные поведения для сотрудничества с окружающей средой.Ученые выяснили кое-какие нейроны на работе в ухаживании, скажем, либо преследовании, но никто не занялся всем мозгом неожиданно. Команда Брэнсона показала подход всего мозга для нахождения нейронов, вовлеченных в номер люкс 14 поведений, включая крыло, щелкающее, ходьбу краба, и делала попытку соединения.Команда изучила 2 204 популяции мух, часть коллекции, развитой в Джейнлии, назвала Линии Мухи GAL4.
Мухи генетически спроектированы, дабы провернуть деятельность определенных нейронов. Прошлая работа отображения, Проект FlyLight Джейнлии, выяснила, где в мозгу эти нейроны жили – так, у исследователей уже была анатомическая карта нейронов, предназначенных в каждой группе мух. Но исследователи не знали, какую роль эти нейроны игрались в поведении.Вызов номера деятельности нейронов в одном типе мух, к примеру, вынудил их толпиться совместно, в то время, когда помещено в небольшое блюдо, говорит технический эксперт лаборатории Джонатан Хирокоа, сейчас mechatronics инженер в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке.
Другие типы мух действовали еще необычно, он вспоминает. «Время от времени Вы приобретали бы мух, каковые все повернутся в кругах, либо все следуют приятель за втором как, они были в линии конги».От этих поведенческих причуд исследователи имели возможность соединить типы клетки, вовлеченные в ходьбу либо помощь, к примеру.
Исследователи занялись проблемой автоматизированным методом, говорит Роби. Применяя видео мух, Роби преподавал изучение программы и – машинное видение JAABA, Janelia Непроизвольный Комментатор Поведения животных, как признать определенные поведения. Тогда команды Брэнсона помещают JAABA, дабы трудиться, смотря и маркируя поведения в видео 2 204 разных групп мухи – подвиг, что забрал бы людей примерно 3 800 лет.
В дополнение к соответствию типам клетки к поведениям исследователи выяснили что-то совсем новое: нервные клетки связались с женским поведением преследования. «Были кое-какие сообщения о женской агрессии, но не дамы, преследующие вторых мух», говорит Роби.То открытие выделяется, Брэнсон говорит, но это – лишь один из тысяч результатов, к каким приводит их изучение. «С этими громадными комплектами данных мы пробовали узнать, как Вы в действительности делитесь информацией», говорит она.
Их ответ – программа называющиеся BABAM либо Доступный для просмотра Атлас Карт Анатомии Поведения. С BABAM ученые смогут изучить новые эти, создать карты, каковые связывают поведение, дабы руководить поиском групп и мозговой анатомией мухи, которые связаны с определенными поведениями.
Брэнсон и Роби говорят, что новые результаты подчеркивают преимущества смешивания разных научных дисциплин в Janelia. «Это – то, что происходит, в то время, когда Вы соединяете программистов и биологов», говорит Роби.