Весь контент iLive перевіряється медичними експертами, щоб забезпечити максимально можливу точність і відповідність фактам.
У нас є строгі правила щодо вибору джерел інформації та ми посилаємося тільки на авторитетні сайти, академічні дослідницькі інститути і, по можливості, доведені медичні дослідження. Зверніть увагу, що цифри в дужках ([1], [2] і т. д.) є інтерактивними посиланнями на такі дослідження.
Якщо ви вважаєте, що який-небудь з наших матеріалів є неточним, застарілим або іншим чином сумнівним, виберіть його і натисніть Ctrl + Enter.
Створено найбільшу 3D-реконструкцію фрагмента людського мозку
Останній перегляд: 14.06.2024
Кубічний міліметр мозкової тканини може показатися незначним. Але якщо вчено, що цей маленький квадрат містить 57 000 клітин, 230 міліметрів кровоносних судин і 150 мільйонів синапсів, що в сумі становить 1 400 терабайт даних, то дослідники з Гарварду та Google досягли величезного прогресу.
Команда Гарварда під керівництвом Джеффа Ліхтмана, професора молекулярної та клітинної біології Джеремі Р. Ноулза і нещодавно призначений деканом наукового факультету, спільно з дослідниками Google, на сьогоднішній день створили саму велику трьохмерну реконструкцію мозку людини на синаптичному рівні, що показує в яскравих деталях кожної клітини та її набір нейронних зв’язків у частині людського вісочного кортекса, розміром приблизно з половиною зернишкового рису.
Досягнення, опубліковане в Science, є останнім у майже десятилітній співпраці з ученими Google Research, які поєднують електронну мікроскопію Ліхтмана з алгоритмами ШІ для кодування кольорів і реконструкція надзвичайно складної нейронної системи ссавців. Трьома першими авторами статті були колишній постдок Гарвардського університету Олександр Шапсон-Ко, Міхал Янушевскі з Google Research і Гарвардський постдок Даніель Бергер.
Кінцевою метою співпраці, яка підтримується BRAIN Initiative Національного інституту здоров’я, є створення карти нейронних зв’язків усього мозку миші з високою роздільною здатністю, для чого знадобиться приблизно в 1000 разів більше даних, ніж вони щойно отримали з одного кубічного міліметра кори головного мозку людини.
Слово «фрагмент» звучить іронічно. Для більшості людей терабайт — це величезна кількість, але фрагмент людського мозку — лише крихітний шматочок людського мозку — все одно становить тисячі терабайтів».
Джефф Ліхтман, Джеремі Р. Ноулз, професор молекулярної та клітинної біології
Остання карта в Science розкриває деталі структури мозку, які раніше не спостерігалися, включаючи рідкісну, але потужну мережу аксонів, з’єднаних до 50 синапсами. Команда також відзначила деякі особливості в тканині, такі як невелика кількість аксонів, які утворюють великі спіралі. Оскільки їхній зразок був взятий у пацієнта з епілепсією, вони не впевнені, чи є такі незвичайні утворення патологічними чи просто рідкісними.
Сферою досліджень Ліхтмана є «коннектоміка», яка, подібно до геноміки, прагне створити повні каталоги структури мозку аж до окремих клітин і зв’язків. Такі завершені карти освітлять шлях до нового розуміння функції мозку та хвороб, про які вчені досі знають дуже мало.
Сучасні алгоритми штучного інтелекту Google дозволяють реконструювати та відображати тканину мозку в трьох вимірах. Команда також розробила набір загальнодоступних інструментів, які дослідники можуть використовувати для дослідження та анотування коннектома.
«Враховуючи величезні інвестиції, вкладені в цей проект, було важливо представити результати так, щоб тепер вони могли отримати користь від них», — сказав науковий співробітник Google Вірен Джейн.
Далі команда націлиться на область гіпокампу миші, яка є важливою для нейронауки через її роль у пам’яті та неврологічних захворюваннях.