Краудсорсеры помогли идентифицировать шесть новых типов нейронов

Источник

17 мая в журнале Cell была опубликована статья «Digital Museum of Retinal Ganglion Cells with Dense Anatomy and Physiology», посвященная сотрудничеству исследователей из Принстонского университета с сообществом Eyewire: с помощью 265 000 игроков специалисты создали и поделились подробной картой более чем 1000 нейронов — и они еще только в начале пути.

По словам Себастьяна Сына (Sebastian Seung), профессора нейронаук, работа с игроками со всего мира помогла создать цифровой музей, «который демонстрирует сложную красоту нейронных цепей сетчатки». Eyewire Museum — интерактивный архив нейронов, доступный широкой публике и ученым по всему миру, включая сотни исследователей, участвующих в федеральной инициативе Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN).

«Интерактивная программа просмотра — это огромный ценный вклад в более масштабные подобные коллаборации, особенно между людьми, которые не находятся физически в одной лаборатории», — сказала Эми Робинсон Стерлинг (Amy Robinson Sterling), специалист по краудсорсингу Принстонского института нейронаук (PNI) и исполнительный директор Eyewire, игровой онлайн-платформы для гражданских ученых, которые создали этот массив данных (в музее представлены около ⅓ всех картографированных на сегодняшний день клеток).

«Этот музей — нечто вроде атласа мозга, — сказал Александр Пэ (Alexander Bae), один из соавторов научной статьи. — У предыдущих атласов мозга не было функции, где вы могли бы визуализировать отдельную клетку или подмножество клеток и взаимодействовать с ними. Еще одно новшество: у нас не только есть морфология каждой клетки, но также и функциональные данные».

Карты нейронов были разработаны членами онлайн-сообщества видеоигроков Eyewire, которые с запуска проекта в 2012 г. посвятили сотни тысяч часов кропотливому соединению нейронных клеток, используя данные из сетчатки мыши (образец служит науке с 2009 г.).

Eyewire комбинирует машинное обучение с геймерами, которые отслеживают скрученные и ветвящиеся пути каждого нейрона. Люди лучше визуально идентифицируют структуру нейрона, а движения каждого игрока записаны и перепроверены продвинутыми игроками и сотрудниками Eyewire, так же как и программой, повышающей собственные навыки распознавания.

Перед тем как включить клетку в систему, ее рассматривают от 5 до 25 человек. Раньше требовались недели, чтобы закончить с одной-единственной клеткой, однако сейчас, по словам Стерлинг, «игроки завершают несколько нейронов в сутки».

Помимо того, что участники сконцентрированы на основной цели («Ради науки!»), процесс воспроизводит типичные игровые элементы: значки достижений, чат для общения с другими игроками и техподдержкой, возможность открыть привилегии с повышением навыков.



Сетчатка вырастает из той же эмбриональной ткани, что и мозг, и хотя она гораздо проще мозга, но все же удивительно сложна. По словам Пэ, фундаментальный вопрос исследователей — выявить как именно работает сетчатка. Для работы были выбраны ганглиозные клетки, так как именно они являются связующим звеном между сетчаткой и мозгом. Используя карту 396 ганглиозных клеток, сформированную с помощью Eyewire, исследователи в лаборатории Сына успешно классифицировали эти клетки более тщательно, чем когда-либо ранее. Для ученых стало сюрпризом разнообразие разных типов клеток: несколько лет назад речь шла о 15-20 типах ганглиозных клеток, однако обнаружилось более 35 типов — вплоть до 50. Из них шесть оказались совершенно новыми, описание которых не было обнаружено в литературе.