^
A
A
A

Stworzono największą rekonstrukcję 3D fragmentu ludzkiego mózgu

 
Alexey Kryvenko , Redaktor medyczny
Ostatnia recenzja: 02.07.2025
 
Fact-checked
х

Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.

Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.

Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.

11 May 2024, 09:00

Milimetr sześcienny tkanki mózgowej może wydawać się niewiele. Ale kiedy weźmiemy pod uwagę, że ten mały kwadrat zawiera 57 000 komórek, 230 milimetrów naczyń krwionośnych i 150 milionów synaps, co daje łącznie 1400 terabajtów danych, naukowcy z Harvardu i Google poczynili ogromne postępy.

Zespół naukowców z Harvardu pod przewodnictwem Jeffa Lichtmana, profesora biologii molekularnej i komórkowej im. Jeremy’ego R. Knowlesa oraz nowo mianowanego dziekana Wydziału Nauk Ścisłych, oraz naukowcy z Google stworzyli największą jak dotąd trójwymiarową rekonstrukcję ludzkiego mózgu na poziomie synaptycznym, ukazującą w żywych szczegółach każdą komórkę i sieć jej połączeń neuronowych w części ludzkiej kory skroniowej o wielkości połowy ziarenka ryżu.

Osiągnięcie, opublikowane w czasopiśmie Science, jest najnowszym osiągnięciem trwającej niemal dekadę współpracy z naukowcami z Google Research, która łączy mikroskopię elektronową Lichtmana z algorytmami AI w celu kodowania kolorami i rekonstrukcji wysoce złożonego okablowania neuronowego ssaków. Trzema współautorami pierwszego artykułu są były postdoc Harvardu Alexander Shapson-Ko, Michal Januszewski z Google Research i postdoc Harvardu Daniel Berger.

Ostatecznym celem współpracy, wspieranej przez inicjatywę BRAIN Narodowego Instytutu Zdrowia, jest stworzenie mapy połączeń neuronowych o wysokiej rozdzielczości w całym mózgu myszy, co wymagałoby około 1000 razy więcej danych niż te, które uzyskano z jednego milimetra sześciennego kory mózgowej człowieka.

Słowo „fragment” jest ironiczne. Terabajt to ogromna ilość dla większości ludzi, ale fragment ludzkiego mózgu – zaledwie maleńka, maleńka część ludzkiego mózgu – to wciąż tysiące terabajtów.

Jeff Lichtman, profesor biologii molekularnej i komórkowej im. Jeremy’ego R. Knowlesa

Najnowsza mapa w Science zawiera szczegóły struktury mózgu, których wcześniej nie widziano, w tym rzadką, ale potężną sieć aksonów połączonych nawet 50 synapsami. Zespół zauważył również pewne osobliwości tkanki, takie jak niewielka liczba aksonów tworzących rozległe spirale. Ponieważ ich próbka została pobrana od pacjenta z padaczką, nie są pewni, czy takie niezwykłe formacje są patologiczne, czy po prostu rzadkie.

Obszarem badań Lichtmana jest „konektomika”, która, podobnie jak genomika, dąży do tworzenia kompletnych katalogów struktury mózgu, aż do pojedynczych komórek i połączeń. Takie kompletne mapy oświetlą drogę do nowego zrozumienia funkcji mózgu i chorób, o których naukowcy wciąż wiedzą bardzo niewiele.

Najnowocześniejsze algorytmy AI firmy Google potrafią rekonstruować i mapować tkankę mózgową w trzech wymiarach. Zespół opracował również zestaw publicznie dostępnych narzędzi, których naukowcy mogą używać do eksploracji i adnotacji konektomu.

„Biorąc pod uwagę ogromne nakłady inwestycyjne poniesione w ramach tego projektu, ważne było przedstawienie wyników w taki sposób, aby ktoś inny mógł z nich skorzystać” – powiedział Viren Jain, pracownik naukowy Google Research.

Następnie zespół skupi się na obszarze hipokampa myszy, który jest istotny dla neuronauki ze względu na swoją rolę w pamięci i chorobach neurologicznych.

You are reporting a typo in the following text:
Simply click the "Send typo report" button to complete the report. You can also include a comment.