Over WiredMind

Wat is echt en wat is vereenvoudigd?

Echt

• De neuronen. Elke les gebruikt 3.000 tot 4.500 gereconstrueerde neuronen uit het connectoom MaleCNS v1.0 (opent in een nieuw tabblad): het volledige centrale zenuwstelsel van één mannelijke vlieg, met de celtypen die de auteurs eraan hebben toegekend.
• Het aantal synapsen. Het gewicht van elke verbinding is het aantal synapsen dat de dataset tussen de twee cellen telt, bij een detectiebetrouwbaarheid van 0,5 of hoger.
• Prikkelend of remmend. De voorspelde neurotransmitter van een neuron bepaalt of het prikkelt of remt: acetylcholine prikkelt, GABA en glutamaat remmen. Cellen die volgens de voorspelling dopamine, serotonine, octopamine of een onduidelijke transmitter afgeven, hebben in het model geen effect.
• De vormen en posities. Elk neuron is getekend vanuit zijn eigen skelet in de dataset, op de plek waar het echt in de vlieg zit.

Vereenvoudigd

• Kleine uitsneden. Elke les simuleert een deelcircuit van 3.000 tot 4.500 neuronen, niet het hele zenuwstelsel. Het geurcircuit bestaat uit vier celpopulaties: receptoren, projectieneuronen, Kenyon-cellen en outputneuronen. Het kompas- en het ontsnappingscircuit groeien vanaf hun startceltypen twee stappen uit en houden de sterkst verbonden partners over. Verbindingen van minder dan vijf synapsen vallen weg. Alles buiten de uitsnede is weg, ook remming die het netwerk normaal in balans zou houden.
• Eén neuronmodel voor elke cel. Puntneuronen van het type leaky integrate-and-fire, met overal dezelfde parameters: de gepubliceerde waarden van Shiu et al. (2024) (opent in een nieuw tabblad). Rust- en resetpotentiaal −52 mV, drempel −45 mV, membraantijdconstante 20 ms, synaptische tijdconstante 5 ms, refractaire periode 2,2 ms, vertraging 1,8 ms, 0,275 mV per synaps. Geen berekeningen in dendrieten, geen neuronen met graduele signalen of zonder impulsen, geen neuromodulatie en geen leren: synapsen veranderen nooit.
• Geen gap junctions. Het connectoom legt alleen chemische synapsen vast, dus elektrische synapsen ontbreken. Dat weegt het zwaarst in de ontsnappingsles: in een echte vlieg is de verbinding tussen de reuzenvezel en het motorneuron voor de sprong een gemengde synaps die sterk op gap junctions leunt. Hier bestaat die verbinding alleen uit de 90 chemische synapsen.
• Niets leert. De geurles laat zien waar een vlieg geurherinneringen opslaat, in de synapsen van Kenyon-cellen naar outputneuronen, maar het model heeft geen dopamineneuronen en geen plasticiteit. De uitsnede laat ook het APL-neuron weg, dat ervoor zorgt dat maar weinig Kenyon-cellen tegelijk actief zijn.
• Geïdealiseerde stimulatie. De knop Stimuleren geeft elk neuron in een groep onafhankelijke Poisson-input (40 Hz gedurende 200 ms in de geur- en de ontsnappingsles, 60 Hz gedurende 800 ms voor de draaineuronen). Elke puls is sterk genoeg om de cel te laten vuren, ongeveer zoals bij optogenetische activatie. Een echte geur activeert een paar receptortypen in een bepaald patroon; de geur in de les laat alle 1.861 receptorneuronen in de uitsnede vuren. De vliegenmepper laat alle 304 naderingscellen tegelijk vuren, terwijl een echt naderend voorwerp er steeds meer inschakelt naarmate het groter wordt.
• Stilleggen is absoluut. Een stilgelegde groep blijft in rust, vuurt nooit en stuurt niets door. Echte manieren om neuronen stil te leggen, zoals Kir2.1 of tetanustoxine, werken maar gedeeltelijk, zijn trager en laten elektrische synapsen soms gewoon doorwerken.
• Oriëntatiepunten voor het kompas. De ringneuronen krijgen in het model geen visuele input. Als je ze stillegt, valt hun remming op het kompas weg, en daardoor kan de bult hier afdrijven. In een echte vlieg brengen ze oriëntatiepunten en andere aanwijzingen van de zintuigen binnen.
• Timing. Reactietijden komen uit één vaste vertraging van 1,8 ms en de tijdconstanten van membraan en synaps, niet uit metingen. Ze vallen binnen een aannemelijk bereik, maar niets is afgestemd op gemeten reactietijden bij ontsnappen. De viewer speelt alles vertraagd af, 0,2 tot 2 ms vliegentijd per beeld, afhankelijk van het apparaat. De simulatie stopt 150 ms na de laatste prikkel. Sommige uitsneden hebben namelijk prikkelende lussen die anders eindeloos zouden nagalmen, omdat de remming buiten de uitsnede valt.
• Tekeningen, geen morfologie. Elk neuron is getekend als een lijn van 12 punten langs zijn skelet, niet met zijn echte vertakkingen. Flitsen tonen impulsen. De bewegende stipjes zijn illustratie, geen geleidingssnelheid en ook niet de echte route van een impuls.

Wat een onderzoeksinstrument anders zou doen

• Het hele centrale zenuwstelsel simuleren, of het langs goed onderbouwde grenzen opknippen met gemodelleerde inputs, en zwakke verbindingen behouden.
• Parameters per celtype afstemmen op metingen, neuronen met graduele signalen of zonder impulsen toelaten, en conductantiegebaseerde modellen of modellen met meerdere compartimenten gebruiken waar dendrieten ertoe doen.
• Gap junctions uit andere data, neuromodulatoren zoals dopamine en octopamine, en plasticiteit toevoegen, bijvoorbeeld door dopamine gestuurde verzwakking van de synapsen van Kenyon-cellen naar outputneuronen.
• Zintuigneuronen aansturen zoals de wereld dat doet: geurspecifieke patronen van receptoren, en naderende prikkels die steeds meer cellen inschakelen naarmate het voorwerp groter wordt.
• De voorspelde transmitters en gewichten als onzeker behandelen, ze systematisch variëren, met veel verschillende seeds draaien en de uitkomsten vergelijken met elektrofysiologie en gedrag.

Naar de bron

• neuPrint (opent in een nieuw tabblad): doorzoek MaleCNS v1.0 cel voor cel en synaps voor synaps.
• Het MaleCNS-artikel (opent in een nieuw tabblad): Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15.
• Shiu et al. (2024) (opent in een nieuw tabblad): het leaky-integrate-and-fire-model van het hele brein, waarvan WiredMind de parameters leent.
• De broncode (opent in een nieuw tabblad): de datapijplijn, de simulator, de lessen en tests die de beweringen van elke les op de echte circuits controleren.

Waar de neuronen vandaan komen

Alle neuronen en synapsaantallen komen uit het connectoom MaleCNS v1.0 (opent in een nieuw tabblad): het centrale zenuwstelsel van de mannelijke fruitvlieg, in kaart gebracht door HHMI Janelia FlyEM (opent in een nieuw tabblad), de Universiteit van Cambridge (opent in een nieuw tabblad), het MRC Laboratory of Molecular Biology (opent in een nieuw tabblad) en Google Research (opent in een nieuw tabblad).

Berg, S., Beckett, I. R., Costa, M., Schlegel, P., Januszewski, M., et al. (2026). Sexual dimorphism in the complete Drosophila male central nervous system connectome. Cell 189, 5504–5526.e15. doi:10.1016/j.cell.2026.08.015 (opent in een nieuw tabblad)

De gegevens vallen onder de licentie CC BY 4.0 (opent in een nieuw tabblad). WiredMind past ze aan: het knipt er drie kleine circuits uit, laat verbindingen van minder dan vijf synapsen weg en tekent elk neuron als een vereenvoudigde lijn. De simulator gebruikt het neuronmodel van Shiu et al. (2024) (opent in een nieuw tabblad).

Wie heeft dit gemaakt?

WiredMind is in één week in september 2026 gebouwd door Guy Dahan, full-stack developer en SEO-strateeg in Tel Aviv.

GitHub (opent in een nieuw tabblad)·guy-dev.com (opent in een nieuw tabblad)

Steun dit project

WiredMind is gratis en blijft dat altijd. Had je klas er iets aan? Met een kop koffie blijft de server zoemen.

☕ Trakteer me op koffie (opent in een nieuw tabblad)

Privacy

Geen accounts. Er is maar één cookie, om de taal te onthouden die je in het taalmenu kiest. Paginaweergaven worden zonder cookies geteld, met Vercel Web Analytics.