» » Биологическая игра Eyewire

Биологическая игра Eyewire


Биологическая игра Eyewire

Это изображение — скриншот из Eyewire, научной компьютерной игры, созданной нейробиологической лабораторией Seung Lab в Принстонском университете в 2012 году. В ней игроки, разгадывая головоломки, помогают ученым изучать строение нервной ткани.

Чтобы понять важность такой работы, приведем простой пример. В мозге взрослого человека свыше 85 миллиардов нейронов, тела которых связаны друг с другом миллионами километров отростков — длинных аксонов и коротких дендритов. Непосредственно передача информации между соприкасающимися друг с другом нейронами происходит с помощью специальных соединительных структур — синапсов, их в нашем мозге триллионы. Неудивительно, что ученые в одиночку не в силах разобраться в столь сложной структуре, картировать ее и классифицировать составные элементы.

Eyewire призвана решить эту проблему — для начала, в отношении участка сетчатки глаза мыши, включающего около 3000 нервных клеток. Снимок сетчатки в сканирующем электронном микроскопе подробно оцифровали в Институте медицинских исследований им. Макса Планка (Германия). На изображении вверху вы видите уже изученный игроками кусочек этой оцифровки, на котором переплетены отростки двух нейронов: окрашенного в голубой цвет ганглионарного (генератора нервных импульсов) и желтого амакринового (промежуточного передатчика сигналов). В середине кадра — синапс.

Игроку дается по две картинки, на левой — кубический участок оцифровки (ребро такого виртуального куба имеет длину 4,5 микрона) с частями одного или нескольких нейронов внутри. На правой картинке показываются последовательные срезы этого кубического участка, на которых игрок должен заливать разными цветами области, соответствующие срезам разных нейронов.


Биологическая игра Eyewire

Скриншот из игры


Новый куб, который дается игроку, прилегает минимум одной из своих граней к другому, ранее уже «разгаданному» участниками проекта (первые кубы в самом начале игры «разгадали», конечно, сами ученые). При этом в новый куб изначально включается маленький участок старого с уже реконструированными участками нейронов, чтобы игроку было понятно, откуда идет закрашиваемый нерв.


Биологическая игра Eyewire

Пример нового куба для «разгадывания», который дается игроку. Уже реконструированные участки отростков нервных клеток закрашены синим. Рисунок из блога Eyewire


Один и тот же участок на старте игры обрабатывали по 11–18 человек. После этого система составляла из их реконструкций усредненный вариант, который и признавался правильным. Однако позже, по мере того, как опыт игроков накапливался, было введено понятие «авторитета» (weight), который зависит от того, насколько правильно игрок «разгадывал» предыдущие кубы (численный показатель максимального авторитета равен единице). Авторитет определяет «весомость» вклада реконструкции каждого игрока в итоговую реконструкцию. Благодаря этому теперь для точной реконструкции одного куба достаточно 3–7 человек, что ускоряет работу. Кроме того, у игроков появилась дополнительная мотивация стараться и не совершать ошибок: это повышает авторитет. Сейчас авторы игры работают над дополнительным усовершенствованием системы — чтобы она, например, учитывала, в какое время дня тот или иной игрок более аккуратен.

Решать такие 3D-головоломки увлекательно и, после некоторой тренировки, довольно несложно. Подключиться к Eyewire можно онлайн из любой точки мира. За успешное выполнение заданий игрокам начисляют очки и присуждают «достижения» (аchievements), что также вносит в игру соревновательный элемент.

В помощь новичкам выпущена серия обучающих видеороликов — например, в этом объясняются азы игры

За первые пять лет работы Eyewire к ней присоединилось около 250 000 игроков со всего мира. Им уже удалось внести важный вклад в науку. Проанализировав полученные реконструкции 396 ганглионарных нейронов, сотрудники Seung Lab обнаружили, что типов таких нейронов, с разными формами (а значит и функциями), в сетчатке глаза мыши существует не 15–20, как считалось ранее, а 35–50. Причем о существовании шести из них ученые ранее даже не догадывались.

Рендеры (визуализации) новых типов нейронов — 1ni, 1no, 2o, 5to, 27 и 85

Другие реконструированные игроками нейроны можно посмотреть в виртуальном музее Eyewire Museum, также находящимся в общем доступе в интернете.

Вот сколько открытий может принести так называемая гражданская наука. И это только в сетчатке глаза мыши. Когда ученые возьмутся за подробную реконструкцию клеточной структуры мозга, новых открытий может быть на порядок больше.

Фото с сайта bpod.mrc.ac.uk.

Олег Соколенко

20 июль 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Для развития семенников нужны кровеносные сосуды, для развития яичников — нервные клетки

Формирование половых желез млекопитающих определяется не только половыми хромосомами. Важна и васкуляризация — «прорастание» кровеносных сосудов: в семенниках сосуды появляются уже на ранней стадии

Невероятные факты о мозге

1. Зевая, мы обогащаем мозг кислородом, способствуя его бодрости и свежести. 2. В человеческом мозгу примерно 100 миллиардов нейронов. 3. 75% мозга – вода. 4. Если до 5ти лет выучить два иностранных

Создан первый в мире цифровой живой организм

Существует гипотеза, что человечество приблизилось к вопросу о бессмертии. Не так давно, учёным удалось полностью оцифровать мозг червя и поместить этот мозг в робота. Организм червя Caenorhabditis

10 игр для веселых компаний

ШляпаВсе участники придумывают по десять слов, пишут их на бумажках и кладут в шляпу. А дальше начинается самое интересное: игроки за ограниченное количество времени по очереди пытаются объяснить,

От кокаиновой зависимости научились избавлять глубокой стимуляцией мозга

С помощью известного лекарства и низкочастотных электрических импульсов ученым удалось снять воздействие кокаина на центр удовольствия в мозге (точнее, на нейроны в нем). Об успешных экспериментах
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Земляне наблюдали частичное лунное затмениеНейрохимическая гипотеза происхождения человекаТемная материя пока никого не убила – и это дает нам информацию о ее природеОгромный астероид едва не столкнулся с ЗемлейКурсы маркетинга: полезные советы!Плохие соседи портят кровьМогут ли растения слышать шум воды?Паразиты птерозавров оказались заядлыми ныряльщиками