در حالی که مگس‌ها مغزی به اندازه‌ای کوچک دارند که کمتر از سر سوزن است، اما با استفاده از آن می‌توانند کارهای پیچیده‌ای مانند مسیریابی، پرواز، جستجوی غذا و حتی تولید صدا برای جذب جفت را انجام دهند.
اکنون، یک تیم بزرگ از دانشمندان بین‌المللی موفق شده‌اند برای اولین بار نقشه‌ای جامع از مغز مگس شامل ۱۳۰ هزار سلول و ۵۰ میلیون اتصال عصبی تهیه کنند.
این تجزیه و تحلیل دقیق‌ترین مطالعه‌ای است که تا کنون بر روی مغز یک جاندار بالغ انجام شده است. یکی از متخصصان برجسته در زمینه مغز این پیشرفت را به عنوان «جهشی بزرگ» در درک ما از مغز توصیف کرده است.
محققان برای تهیه نقشه مغز مگس، ابتدا بیش از ۷ هزار بخش مغز را با استفاده از ۲۱ میلیون عکس میکروسکوپی بررسی کردند. سپس، آن‌ها رایانه‌ها را به گونه‌ای برنامه‌ریزی کردند که با کمک هوش مصنوعی، تصویر هر دو اتصال نورونی را به صورت سه‌بعدی استخراج کنند.
با این حال، هوش مصنوعی نیز به طور کامل دقیق نبود و آن‌ها ناچار شدند بیش از ۳ میلیون خطا را به صورت دستی اصلاح کنند.
دکتر گرگوری جفریس از آزمایشگاه بیولوژی مولکولی شورای تحقیقات پزشکی دانشگاه کمبریج در این زمینه اظهار می‌دارد: «نقشه‌برداری از مغز مگس واقعاً شگفت‌انگیز است و به ما این امکان را می‌دهد که درک بهتری از نحوه عملکرد مغز خود پیدا کنیم.» اما با توجه به اینکه تعداد سلول‌های مغزی یا نورون‌های ما یک میلیون برابر بیشتر از مگس‌های میوه است، چگونه می‌تواند نقشه سیم‌کشی مغز این حشره به دانشمندان کمک کند تا بفهمند ما چگونه فکر می‌کنیم؟
در واقع، شکل و ساختار تصویری که از این اندام کوچک به دست آمده، می‌تواند نشان دهد که بسیاری از وظایف محاسباتی پیچیده چگونه در مغز انجام می‌شوند.
این در حالی است که علم مدرن با تمام پیشرفت‌هایش هنوز نتوانسته است رایانه‌ای مشابه مغز مگس به اندازه یک دانه ارزن بسازد که قادر به انجام تمام این وظایف باشد.
دانشمندان هنوز فناوری لازم برای جمع‌آوری تمامی اطلاعات مربوط به سلول‌های عصبی و اتصالات آن‌ها در مغز انسان را در اختیار ندارند.
دکتر مالا مورتی، محقق دانشگاه پرینستون که رهبری این مطالعه را بر عهده داشت، در این زمینه اظهار داشت: «نقشه سیم‌کشی مغزی جدید، که به طور علمی به عنوان ‘کانکتوم’ شناخته می‌شود، تحولی بزرگ برای دانشمندان علوم اعصاب خواهد بود.»
دکتر لوسیا پریتو گودینو که هدایت تیم تحقیقات مغز در موسسه فرانسیس کریک لندن را بر عهده دارد درباره اهمیت این نقشه از مغز مگس گفت: «محققان پیش از این اتصالات مغزی یک کرم ساده دارای ۳۰۰ سیم اتصال و یک حشره با ۳ هزار سیم را ترسیم کرده بودند. اما داشتن اتصالات کامل چیزی با ۱۳۰ هزار سیم یک شاهکار فنی شگفت‌انگیز است که راه را برای یافتن اتصالات مغزهای بزرگ‌تر نظیر موش و شاید انسان برای چندین دهه بعد هموار می‌کند.»
پژوهشگران می‌گویند اتصالاتی که به عنوان مثال حرکات مگس را کنترل می‌کنند در بخش پایه مغز قرار دارند، در حالی که اتصالات برای پردازش بینایی در کناره‌ها واقع هستند. در عین حال سلول‌های عصبی بسیار بیشتری در دومی دخیل هستند، زیرا فرایند مشاهده به قدرت محاسباتی بسیار بیشتری نیاز دارد.
این سلول‌های عصبی مگس را قادر می‌سازند تا تشخیص دهد روزنامه موجود در دستان شما دارد از کدام جهت به سمتش می‌آید و سیگنال را به پاهای مگس می‌رساند تا حشره فرار کند.
مهم‌تر این است که سیگنال‌های فرار چنان سریع به پاهای مگس مخابره می‌شوند که این حشرات حتی بدون نیاز به فکر کردن می‌توانند به پرواز دربیایند. این یافته توضیح می‌دهد که چرا ما انسان‌ها به ندرت می‌توانیم مگس‌ها را له کنیم.
دکتر مورتی می‌گوید: «نقشه مغزی جدید به محققان کمک خواهد کرد تا درک بهتری از نحوه عملکرد یک مغز سالم داشته باشند. در آینده امیدواریم که بتوانیم فرایند بروز مشکل در مغز خودمان را با مغز مگس‌ها مقایسه کنیم.»
نتایج تحقیقات تازه در نشریه علمی «نیچر» منتشر شده است.