Zgjidhet problemi që prej një shekulli në neuroshkencë

“Për pothuajse 100 vjet, shkencëtarët janë përpjekur të emërojnë qelizat. Ata i kanë përshkruar ato në të njëjtën mënyrë si Darvini që përshkruan kafshët dhe pemët. Tani projekti Brain Blue ka zhvilluar një algoritëm matematikor për të klasifikuar objektivat e formave të neuroneve në tru”, shpjegon Profesor Henry Markram, themeluesi dhe drejtori i Blue Brain. “Kjo do të lejojë zhvillimin e një taksonomi të standardizuar (klasifikimi i qelizave në grupe të ndryshme) të të gjitha qelizave në tru, gjë që do t’i ndihmojë hulumtuesit të krahasojnë të dhënat e tyre në një mënyrë më të besueshme”, përcjell albinfo.ch.

Ekipi, në krye me shkencëtaren Lida Kanari, ka zhvilluar një algoritëm për të dalluar format e ndryshme të tipit më të zakonshëm të neuronit në neokorteks – qelizat piramidale. Qelizat piramidale janë qeliza qenësore që përbëjnë 80% të neuroneve në neokorteks dhe, si antenat, mbledhin informacion nga neuronet e tjera në tru. Ato janë ngacmuese, duke dërguar valë të aktivitetit elektrik përmes rrjetit, siç e perceptojmë, veprojmë dhe ndjejmë, përcjell albinfo.ch.

Babai i neuroshkencës moderne, Ramón y Cajal, tërhoqi së pari qelizat piramidale të mbi 100 vjet më parë, duke i parë ato në një mikroskop. Megjithatë, deri tani, shkencëtarët nuk kanë arritur një konsensus mbi llojet e neuroneve piramidale. Anatomistët kanë caktuar emra dhe debatojnë për llojet e ndryshme të shekullit të kaluar, ndërsa neuroshkenca nuk ka qenë në gjendje të tregojë me siguri se cilat lloje të neuroneve karakterizohen subjektivisht. Edhe për neuronet dukshëm të dallueshme, nuk ka bazë të përbashkët për të përcaktuar në mënyrë konsistente llojet e tyre morfologjike.

Studimi nga Brain Blue dëshmon për herë të parë që klasifikimi objektiv i këtyre qelizave piramidale është i mundur, duke aplikuar mjete nga topologjia algjebrike, dega e matematikës që studion formën, lidhjen dhe shfaqjen e strukturës globale nga kufizimet lokale, përcjell albinfo.ch.

Brain Blue është pionier i përdorimit të topologjisë algjebrike për të trajtuar një gamë të gjerë të problemeve të neuroshkencës dhe me këtë studim ka demonstruar edhe njëherë efektivitetin e saj. Në bashkëpunim me Profesorët Kathryn Hess në EPFL dhe Ran Levi nga Universiteti i Aberdeen, Blue Brain zhvilloi një algoritëm, të cilin ata pastaj përdorën për ta kategorizuar në mënyrë objektive shtatëmbëdhjetë lloje të qelizave piramidale në korteksin somatosensor të miut. Klasifikimi topologjik nuk kërkon të dhëna të ekspertëve dhe provohet të jetë i fuqishëm.

Çdo proces i klasifikimit të neuroneve është i dëmtuar nga kjo pyetje: A ka dallime morfologjike ose të vazhdueshme të njëri-tjetrit? Kjo nuk ka përgjigje duke përdorur klasifikimin e ri topologjik dhe grupimin e “specieve” të ndryshme të qelizave të trurit, secila me karakteristikat e veta.

Përcaktimi objektiv i llojeve morfologjike është një hap i parë thelbësor drejt një kuptimi më të mirë të blloqeve themelore të trurit: se si struktura e tyre është e lidhur me funksionin e tyre dhe se si pronat lokale të neuroneve janë të lidhura me projeksionet e tyre.