Карта связей мозга и нервной цепочки мухи: как устроено управление телом

Коннектом — это карта всех нейронов и их соединений (синапсов). Раньше такие полные карты были только у очень простых существ с тысячами связей. У мухи связей гораздо больше — около ста миллионов, и её мозг способен к обучению и запоминанию пространства.

В новой работе исследователи собрали плотную карту, которая впервые объединяет мозг мухи и её брюшную нервную цепочку — аналог спинного мозга у позвоночных. Это позволило увидеть, как сигналы идут от органов чувств к мышцам и внутренним органам.

Оказалось, что нейроны, управляющие движением (мотонейроны), и клетки, влияющие на внутренние органы, в основном получают сигналы от сенсорных нейронов той же части тела. Так образуются локальные петли обратной связи. Эти петли связаны между собой длинными путями через восходящие и нисходящие нейроны, которые собраны в модули, отвечающие за поведение.

Отдельные такие нейроны часто могут влиять на движения сразу нескольких частей тела, а также на работу внутренних органов, поддерживающих эти движения. За этой системой следят области мозга, отвечающие за обучение и навигацию.

В итоге архитектура управления телом мухи оказалась распределённой, параллельной и «воплощённой» — похожей на системы управления в технике. Это исследование на насекомых, поэтому напрямую переносить выводы на человека нельзя.