Pojawiła się najbardziej wszechstronna mapa 3D ludzkiego mózgu na świecie

Zespół naukowców z Google i Uniwersytetu Harvarda pokazał, jak niezwykłym organem jest ludzki mózg dzięki kolorowej mapie 3D.

Ta mapa 3D reprezentuje zaledwie jedną milionową część kory mózgowej i została stworzona przy użyciu 225 milionów oddzielnych obrazów i superkomputera przetwarzającego 1,4 petabajta danych. Głównym celem projektu było stworzenie nowego narzędzia do badania ludzkich mózgów.

Mapowanie zagmatwanej plątaniny neuronów, synaps i komórek neurologicznych jest w najlepszym wypadku trudnym zadaniem, ale naukowcom udało się osiągnąć godne podziwu wyniki w tym ambitnym projekcie, mającym na celu stworzenie pewnego rodzaju schematu połączeń ludzkiego mózgu ("connectome") w oparciu o 86 miliardów neuronów połączonych przez 100 bilionów synaps.

W styczniu 2020 roku Google opublikowało taki schemat około połowy mózgu muszki owocowej. Ta szczegółowa baza danych i narzędzia jej wizualizacji całkowicie zmieniły sposób rozumienia sieci neuronowych w mózgu muchy.

Teraz Google i Laboratorium Lichtmana na Uniwersytecie Harvarda zaprezentowały zdumiewający model mikroskopowego przekroju ludzkiego mózgu, który rozpoczął się od mikroskopijnej próbki uzyskanej z płata skroniowego kory mózgowej człowieka. Wycinek ten został zabarwiony dla zwiększenia przejrzystości obrazu, a następnie pokryty żywicą w celu jego ochrony i konserwacji.

Próbka chirurgiczna została następnie podzielona na około 5 300 plasterków, z których każdy miał grubość około 30 nanometrów. Następnie zastosowano skaningowy mikroskop elektronowy w celu zobrazowania próbki z maksymalną rozdzielczością rejestrującą do 4 nm. To wszystko zaowocowało stworzeniem 225 milionów dwuwymiarowych obrazów, które zostały połączone w celu otrzymania obrazu 3D.

Pojawiła się najbardziej wszechstronna mapa 3D ludzkiego mózgu na świecie

Algorytmy dokładnie przeskanowały wycinek, aby zidentyfikować różne komórki i struktury leżące u ich podłoża. Google nazwał ten wynik zbiorem danych H01 i jest on uważany za prawdopodobnie najbardziej wszechstronną mapę ludzkiego mózgu jaka istnieje. Zawiera ona 50 000 komórek, 130 milionów synaps i inne drobniejsze segmenty komórkowe. Ta zaskakująca grafika powstała dzięki wykorzystaniu ponad miliona gigabajtów danych.

Jednak najbardziej zaskakujacym jest fakt, że Google oznaczył tę miniaturową próbkę jako zaledwie jedną milionową część objętości całego ludzkiego mózgu.

W przyszłości zespół z Laboratorium Lichtmana będzie jeszcze bardziej rozbudowywał tę mapę, a cały zbiór danych H01 będzie dostępny online dla naukowców i badaczy.

Polecamy: Komórki zombie w ludzkim mózgu – aktywują się po śmierci

Źródło: syfy.com, googleblog.com