Gli scienziati hanno finito di collegare il cervello di una mosca e l'intelligenza artificiale ha tracciato

Un progetto durato dieci anni ha prodotto il connettoma completo di un moscerino della frutta maschio, ovvero una mappa di ogni neurone nel cervello e nel cordone nervoso e le connessioni tra loro. I numeri sono più di 166.000 neuroni e circa 125 milioni di connessioni, il che la rende la più grande mappa del cervello in termini di numero di neuroni mai completata. Il lavoro è stato condotto dal team FlyEM presso il Janelia Research Campus dell’Howard Hughes Medical Institute, con il Cambridge Connectomics Group e Google Research, ed è stato pubblicato sulla rivista Cell con il titolo “Dimorfismo sessuale nel completo connettoma del sistema nervoso centrale maschile della Drosophila”.

Un connettoma è uno schema elettrico ed è costruito nel modo più duro. Si taglia un cervello in sezioni più sottili di una lunghezza d’onda della luce, le si fotografa con un microscopio elettronico e poi si traccia ogni singolo neurone attraverso migliaia di immagini per vedere dove va e cosa tocca. Farlo manualmente per 125 milioni di connessioni non è solo lento, è impossibile, ed è qui che entra in gioco l’apprendimento automatico: modelli addestrati a seguire il contorno di una singola cellula attraverso un’immagine dopo l’altra eseguono il primo passaggio e gli esseri umani controllano e correggono. Questa partnership è il motivo principale per cui esiste una mappa completa ora anziché tra cinquant’anni. Chiunque può aprire il risultato in Neuroglancer, lo strumento gratuito creato da Google per esplorare enormi set di dati di immagini, e seguire un neurone in giro. 404 Media riporta che le persone hanno già collegato i circuiti di volo simulato a nuovi progetti, incluso farlo giocare a Doom, che ti dice più su Internet che sulle neuroscienze.

Cosa c’è dietro tutto questo?

Il motivo per cui la mappa di un maschio è importante quando il cervello di una mosca femmina era già mappato è nel titolo dell’articolo: dimorfismo sessuale, le differenze tra i sessi. Avendo entrambi, i ricercatori possono chiedersi quali circuiti differiscono e in che modo tali differenze producono comportamenti diversi, che è una domanda molto più acuta di qualsiasi cosa consenta una singola mappa. Vale anche la pena di essere precisi su cosa non è un connettoma. Uno schema elettrico ti dice cosa si collega a cosa, non con quanta forza ogni connessione si attiva, quali sostanze chimiche sono coinvolte o come qualcosa cambia mentre l’animale impara. Conoscere il circuito è un punto di partenza per comprendere il comportamento, non il traguardo, e i ricercatori sul campo sono costantemente più chiari al riguardo di quanto tendono ad essere i titoli dei giornali.

Che cosa significa per te: Per la maggior parte di noi questo non è uno strumento, è un buon esempio di ciò che l’intelligenza artificiale sta effettivamente facendo bene in questo momento e non assomiglia per niente a un chatbot. Non c’è alcun ragionamento intelligente qui: i modelli svolgono un compito di percezione ristretto, seguono una sottile linea grigia attraverso una pila di fotografie, a una scala e consistenza che nessun gruppo di persone potrebbe eguagliare. Questo schema, un modello ristretto che effettua un’enorme quantità di osservazione attenta mentre gli scienziati pongono le domande, è silenziosamente alla base di molti recenti progressi nella biologia e nei materiali. Se sei curioso, i dati sono pubblici e possono essere esplorati gratuitamente nel browser, il che è una cosa piuttosto carina da poter dire su un decennio di ricerca.

Fonti

• Ricerca Google: una pietra miliare nel campo della connettomica, mappatura del cervello completo del moscerino della frutta maschile
• Janelia Research Campus: i ricercatori rivelano il connettoma del sistema nervoso centrale del moscerino della frutta maschile
• HHMI: Completamento del connettoma
• 404 Media: Un cervello volante digitale ha preso il sopravvento su Internet