Les scientifiques ont terminé le câblage d'un cerveau de mouche et l'IA a effectué le traçage

Un projet d’une décennie a produit le connectome complet d’une mouche des fruits mâle, c’est-à-dire une carte de chaque neurone de son cerveau et de sa moelle nerveuse ainsi que des connexions entre eux. Les chiffres sont de plus de 166 000 neurones et environ 125 millions de connexions, ce qui en fait la plus grande carte cérébrale en nombre de neurones jamais réalisée. Le travail a été dirigé par l’équipe FlyEM du Janelia Research Campus du Howard Hughes Medical Institute, avec le Cambridge Connectomics Group et Google Research, et a été publié dans la revue Cell sous le titre “Dimorphisme sexuel dans le connectome complet du système nerveux central masculin de la drosophile”.

Un connectome est un schéma de câblage, et il est construit à la dure. Vous coupez un cerveau en sections plus fines qu’une longueur d’onde de lumière, vous les photographiez avec un microscope électronique, puis vous tracez chaque neurone à travers des milliers d’images pour voir où il va et ce qu’il touche. Faire cela à la main pour 125 millions de connexions n’est pas seulement lent, c’est impossible, et c’est là qu’intervient l’apprentissage automatique : des modèles formés pour suivre le contour d’une seule cellule image après image effectuent le premier passage, et les humains vérifient et corrigent. Ce partenariat est la seule raison pour laquelle une carte complète existe maintenant plutôt que dans cinquante ans. N’importe qui peut ouvrir le résultat dans Neuroglancer, l’outil gratuit créé par Google pour explorer d’énormes ensembles de données d’images, et suivre un neurone. 404 Media rapporte que des gens ont déjà connecté le circuit de simulation de mouche à des projets innovants, notamment en lui permettant de jouer à Doom, qui en dit plus sur Internet que sur les neurosciences.

Qu’est-ce qu’il y a derrière ça

La raison pour laquelle une carte masculine est importante alors qu’un cerveau de mouche femelle a déjà été cartographié réside dans le titre de l’article : le dimorphisme sexuel, les différences entre les sexes. Avoir les deux permet aux chercheurs de se demander quels circuits diffèrent et comment ces différences produisent des comportements différents, ce qui est une question beaucoup plus pointue que tout ce que permet une seule carte. Il convient également d’être précis sur ce qu’un connectome n’est pas. Un schéma de câblage vous indique ce qui est connecté à quoi, et non la force avec laquelle chaque connexion se déclenche, quels produits chimiques sont impliqués ou comment chacun d’entre eux change pendant que l’animal apprend. Connaître le circuit est un point de départ pour comprendre le comportement, pas la ligne d’arrivée, et les chercheurs dans le domaine sont toujours plus clairs à ce sujet que les gros titres ont tendance à l’être.

Ce que cela signifie pour vous : Pour la plupart d’entre nous, ce n’est pas un outil, c’est un bon exemple de ce que l’IA fait actuellement bien, et cela ne ressemble en rien à un chatbot. Il n’y a pas de raisonnement intelligent ici : les modèles effectuent une tâche de perception étroite, suivent une fine ligne grise à travers une pile de photographies, à une échelle et une cohérence qu’aucune équipe de personnes ne pourrait égaler. Ce modèle, un modèle étroit faisant énormément d’examens attentifs pendant que les scientifiques posent des questions, est discrètement à l’origine de nombreux progrès récents en biologie et en matériaux. Si vous êtes curieux, les données sont publiques et peuvent être explorées librement dans le navigateur, ce qui est plutôt une belle chose à dire sur une décennie de recherche.

Sources

• Recherche Google : Une étape importante de la connectomique, cartographie du cerveau complet de la mouche mâle des fruits
• Janelia Research Campus: Des chercheurs révèlent le connectome du système nerveux central de la mouche mâle des fruits
• HHMI : achèvement du connectome
• 404 Media : Un cerveau de mouche numérique a envahi Internet