Я разрабатываю нейронные сети, состоящие всего из 3-10 слоев виртуальных нейронов, и мне любопытно узнать, существуют ли мозги насекомых с менее чем тысячей нейронов?
Краткий ответ
Насколько мне известно, полная нейронная карта (коннектом) доступна только для круглого червя C. elegens , нематоды, имеющей всего 302 нейрона (рис. 1).
Рис. 1. C. elegans (слева, размер ~1 мм) и коннектом C. elegans (справа).
источники: Утрехтский университет и Фарбер (2012 г.) .
Исходная информация
Лучше всего выбирать наименее сложных животных, а нематоды (круглые черви), такие как Caenorhabditis elegans , безусловно, являются хорошим вариантом. C. elegans имеет около 300 нейронов . Ниже представлена схема типов на рис.2.
Вы упоминаете насекомых; эти твари намного сложнее, чем аскариды. Общее количество нейронов зависит от каждого насекомого, но для сравнения: одно из менее сложных насекомых, таких как плодовая муха дрозофила , уже имеет около 100 тысяч нейронов, в то время как у обычной медоносной пчелы их около одного миллиона (источник: Bio Teaching ).
Сложность организма действительно является индикатором ожидаемого количества нейронов. Губки, например (рис. 1), вообще не имеют нейронов, поэтому даже самые простые животные вам не помогут. следующие в очереди - Cnidaria (рис. 2). К Cnidaria относятся медузы, и, например, Hydra vulgaris имеет 5,6 тыс. нейронов .
Так почему же у медуз больше нейронов? Потому что размер тоже имеет значение. Hydra vulgaris может вырасти до 15 мм , в то время как C. elegans вырастает только до 1 мм. См. страницу Википедии для получения информативного списка #нейронов у множества видов.
Насколько мне известно, приличная карта нейронных соединений ( коннектом ) существует только для C. elegans (рис. 1), хотя другие карты (дрозофилы (Meinertzhagen, 2016) и человека ) находятся в стадии разработки.
Ссылки
— Farber, Sci Am , февраль 2012 г.
— Meinertzhagen, J Neurogenet (2016); 30 (2): 62-8
Рис. 2. Типы в царстве животных . источник: Университетский колледж Юго-Западного Теннесси .
Организм, который вы ищете, это нематода C. elegans , которая всегда имеет одинаковое количество нейронов, 302, и была полностью картирована, см. WormWeb или вы можете поискать оригинальные публикации оттуда. C. elegans особенно подходит для такой работы, потому что у него постоянное количество клеток, которые делятся в совершенно предсказуемом порядке, а его нейроны образуют предсказуемые связи. Более крупные организмы, такие как мухи, имеют различное количество клеток, и их нейроны не образуют точно предсказуемых связей. Огромное количество знаний о C. elegans , передовые методы генетических манипуляций и прозрачное тело также помогают.
Я не знаю насекомых с таким маленьким мозгом, даже у дрозофилы он на несколько порядков больше.
Я считаю, что есть виды водяных улиток с 8 отдельными нейронами в ганглиях, здесь есть немного информации: molluscs.at . Клеточные тела нейронов массивны, видны под стандартным препаровальным микроскопом, поэтому они были популярны среди первых электрофизиологов. Я предполагаю, что вокруг улитки, вероятно, больше нейронов, но это, безусловно, один из самых простых «мозгов»...
В следующей статье есть хорошее резюме — вкратце нервная система насекомых колеблется от 7400 до 850000 нейронов:
Некоторая надежда может быть на паразитических насекомых, например Dicopomorpha echmepterygis, у самцов которых нет ни крыльев, ни глаз, не исключено, что их мозг будет проще.
Джон
Брайан Краузе
Дж. Тодд
Брайан Краузе
Дж. Тодд
Брайан Краузе
Луан
Дж. Тодд
Луан
Дж. Тодд