OpenWorm: цифровая модель червя-нематоды в браузере

    Крошечная нематода, или круглый червь Caenorhabditis elegans длиной около миллиметра — один из самых изученных организмов на Земле. Это первый многоклеточный организм, геном которого был полностью секвенирован. У C. elegans два пола — самцы и гермафордиты. Взрослая гермафордитная особь состоит всего из 959 клеток, а её нервная система — из 302 нейронов. Все связи между нейронами C. elegans (коннектом) также полностью описаны. Обилие всесторонней научной информации об этом черве и относительная простота его устройства несколько лет назад вдохновили сотрудников лаборатории моделирования сложных систем института систем информатики имени А. П. Ершова СО РАН создать исчерпывающую компьютерную модель C. elegans.

    Со временем проект привлёк несколько десятков участников по всему миру, однако продолжал оставаться малоизвестным и недоступным для широкой публики: не так-то просто разобраться в том обилии исходных данных, касающихся устройства червя, и множестве подсистем модели, написанных на разных языках программирования, не говоря уже о том, чтобы установить и запустить всё это у себя на компьютере. В то же время, C. elegans широко используется при изучении биологии, и возможность «погонять» модель червя, с подробностями и в динамике рассмотреть, как он устроен, трудно переоценить. Поэтому команда проекта решила сделать модель доступной онлайн — чтобы любой желающий смог просто зайти на сайт проекта и заглянуть в «матрицу» в которой обитает виртуальный организм. В этом и заключается суть проекта OpenWorm на Кикстартере.



    Создатели модели рассчитывают собрать 120 тысяч долларов. За первые сутки собрано около 10% этой суммы, так что шансы на успех довольно неплохие. Бэкерам, готовым пожертвовать от 49$ будет дана возможность завести на сайте проекта персональную модель C. elegans и наблюдать за её «жизнью» — изучить организм изнутри и снаружи с помощью трехмерной визуализации и наблюдать мельчайшие, вплоть до отдельных клеток, подробности его жизнедеятельности.

    Кроме этого будет создан онлайн-курс, объясняющий как устройство самого червя, так и алгоритмы и технологии, использованные при создании его модели. Весь исходный код модели будет по-прежнему доступен под открытой лицензией. Онлайн-курс OpenWorm academy обещают начать уже летом этого года, а работу над сайтом с симуляцией червя рассчитывают закончить следующей весной.

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 23

      +1
      А как со старением, я немного не понял?
        0
        Насчёт mini-brain это преувеличение, конечно. Окологлоточный ганглий есть.
          +2
          Прочитал текст. Посмотрел видео. Все равно не понял, какой в этом смысл для бекера.
            +7
            Тамагочи же
              +1
              Надо еще бонусом 100 грамм таких друзей в баночке отправлять.
              «Круглые черви — вам никогда не будет одиноко!»
          • UFO just landed and posted this here
            0
            А бои червей на арене можно будет устраивать?
              0
              Сначала его нужно будет прокачать, до 80 уровня. Шмот купить…
              0
              А существуют уже подобные проекты для одноклеточных? Интересно было бы посмотреть…
                +1
                Здравствуйте, есть в 2012 году вышла статья, посвященная модели Mycoplasma genitalium, можете так же почитать вот эту статью в ней есть краткий обзор проектов, связынных с моделированием живых систем.
                  0
                  это удивительно, спасибо.
                +5
                Здравствуйте, спасибо за пост! Я имею непосредственное отношение к проекту OpenWorm, так что если есть вопросы буду рад ответить:)
                  0
                  Доброе время! Так всё-таки, как старение планируется учитывать? Или эти черви не стареют?
                    0
                    Если я правильно представляю, какова реализация, то существует вероятность, что старение не нужно закладывать, и оно проявится само…
                    Хотя вряд ли модель такого уровня детализации…
                      0
                      Здравствуйте, на данном этапе нет, эти механизмы не рассматриваются. Было бы большим успехом просто воспроизвести модель тела червя и его нервной и сенсорных систем. Как Вы поняли, модель тела уже есть, осталось воспроизвести нервнуюю систему которая будет обрабатывать информацию из внешней среды.
                        +1
                        >осталось воспроизвести нервнуюю систему

                        А на каком уровне сейчас этот вот пункт? Не может получиться так, что не хватит вычислительной мощности?
                        Какого рода модели нейронов? Ведь полная симуляция биологического нейрона — вещь затратная.
                          +4
                          Сейчас у нас есть описательная модель нейроети C. elegans выполненная на XML подобном языке NeuroML, эта модель довольно подробно повторяет морфологическое строение каждого нейрона, что, как оказалось, важно в нашем случае, поясню почему. В качестве модели расспростронения сигнала по нейрону используется механизм градуального потенциала, для которого характерно затухание со временем и расстоянием, пройденным по аксону, соответственно длину нейрона и его точное строение необходимо учитывать, в тоже время, например, для нейронов более сложных организмов свойственен потенциал действия, как основной механизм передачи информации по аксону.
                          Достаточной информацией о строении нейросети нематоды мы, к сожалению, не обладаем несмотря на то, что нематода является наиболее изученным многоклеточным организмом, например, достаточно мало информации о расположении синапсов. По поводу вычислительных мощностей, мы надеемся тех, которые у нас на данный момент имеются и должны появится будет достаточно, но конечно же симуляция такой системы будет не тривиальной задачей:). Спасибо за вопрос, надеюсь что смог хотя бы немного пролить свет на это.
                            0
                            А внешние воздействия как моделируются? Ну сигналы с рецепторов разных и т.п.?
                              0
                              Мы расчтитываем добавить сенсоры, но пока они ни как не моделируются.
                  0
                  Вот такое завораживает не слабее роботехники.
                    +1
                    А потом червь заявит «cogito, ergo sum».
                    • UFO just landed and posted this here

                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.