Powstała największa rekonstrukcja 3D fragmentu ludzkiego mózgu
Ostatnia recenzja: 14.06.2024
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.
Кубический миллиметр мозговой ткани может показаться незначительным. Но если учесть, что этот маленький квадрат содержит 57 000 клеток, 230 миллиметров кровеносных сосудов i 150 милли онов синапсов, что в сумме составляет 1 400 терабайт данных, то исследователи из Гарварда i Google огромного прогресса.
Команда Гарварда под руководством Джефффа Лихтмана, профессора молекулярной i клеточной биологии Джереми Р. Ноулза и недавно назначеного декана начногоorów, совмест Więc день трехернюю реконструкцию моза человnowa нинаптичеtoś уровне, показыающюю в внлююююююююююююююююююююююююююююююю в яел ююююkow йронных связей васти человеческого височного кортекса, разером примерно половину зерныша риса.
To osiągnięcie, opublikowane w czasopiśmie Science, jest najnowszym osiągnięciem w ramach prawie dziesięcioletniej współpracy z naukowcami z Google Research, którzy łączą mikroskopię elektronową Lichtmanna z algorytmami sztucznej inteligencji do kodowania kolorami i rekonstrukcję niezwykle złożonego okablowania neuronowego ssaków. Trzej współpierwsi autorzy artykułu to były doktor habilitowany z Harvardu Alexander Shapson-Ko, Michał Januszewski z Google Research i postdoc z Harvardu Daniel Berger.
Ostatecznym celem współpracy, wspieranej przez inicjatywę BRAIN Initiative Narodowego Instytutu Zdrowia, jest stworzenie mapy połączeń neuronowych całego mózgu myszy o wysokiej rozdzielczości, co będzie wymagało około 1000 razy więcej danych niż właśnie uzyskano z jednego milimetra sześciennego ludzkiej kory.
Słowo „fragment” brzmi ironicznie. Dla większości ludzi terabajt to ogromna ilość, ale fragment ludzkiego mózgu – po prostu maleńki kawałek ludzkiego mózgu – to wciąż tysiące terabajtów.”
Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles profesor biologii molekularnej i komórkowej
Najnowsza mapa w czasopiśmie Science ujawnia szczegóły struktury mózgu, których wcześniej nie zaobserwowano, w tym rzadką, ale potężną sieć aksonów połączonych nawet 50 synapsami. Zespół zaobserwował także pewne cechy tkanki, takie jak niewielka liczba aksonów tworzących rozległe spirale. Ponieważ próbkę pobrano od pacjenta chorego na padaczkę, nie są pewni, czy takie niezwykłe formacje są patologiczne, czy po prostu rzadkie.
Obszar badań Lichtmana to „konektomika”, która podobnie jak genomika ma na celu stworzenie kompletnych katalogów struktury mózgu aż do poszczególnych komórek i połączeń. Tak ukończone mapy otworzą drogę do nowego zrozumienia funkcji mózgu i chorób, o których naukowcy wciąż niewiele wiedzą.
Nowoczesne algorytmy sztucznej inteligencji Google umożliwiają rekonstrukcję i mapowanie tkanki mózgowej w trzech wymiarach. Zespół opracował także zestaw publicznie dostępnych narzędzi, których badacze mogą używać do badania konektomu i opisywania go.
„Biorąc pod uwagę ogromne inwestycje włożone w ten projekt, ważne było przedstawienie wyników w sposób, z którego inni będą mogli teraz skorzystać” – powiedziała Viren Jain, pracownik naukowy Google.
Następnie zespół skupi się na regionie hipokampa myszy, który jest ważny dla neuronauki ze względu na jego rolę w pamięci i chorobach neurologicznych.