Създадена е най-голямата 3D реконструкция на фрагмент от човешки мозък
Последно прегледани: 14.06.2024
Цялото съдържание на iLive е медицински прегледано или е проверено, за да се гарантира възможно най-голяма точност.
Имаме строги насоки за снабдяване и само свързваме реномирани медийни сайтове, академични изследователски институции и, когато е възможно, медицински проучвания, които се разглеждат от специалисти. Имайте предвид, че номерата в скоби ([1], [2] и т.н.) са линкове към тези проучвания.
Ако смятате, че някое от съдържанието ни е неточно, остаряло или под съмнение, моля, изберете го и натиснете Ctrl + Enter.
Кубичният милиметър на мозъчната тъкан може да се покаже незначителен. Но ако учените, че този малък квадрат съдържа 57 000 клетки, 230 милиметра кръвоносни съдове и 150 милиона синапси, което общо е 1 400 терабайта данни, изследователите от Гарвард и Google постигнаха огромен напредък.
Команда Гарварда под ръководството на Джефа Лихтмана, професор по молекулярна и клетъчна биология Джереми Р. Ноулза и наскоро назначеното декано на научния факултет, съвместно с изследователите на Google, създадоха същата крупна в днешния ден тримерна реконструкция на мозъка на човека на синаптичното ниво, показваща в ярки детайли всяка клетка и нейните сетни невронни връзки в част от човешкия височния кортекс, размер приблизително с половината зърнишка риса.
Постижението, публикувано в Science, е най-новото в продължилото почти десетилетие сътрудничество с учени от Google Research, които комбинират електронната микроскопия на Лихтман с AI алгоритми за цветно кодиране и реконструкция на изключително сложната невронна връзка на бозайниците. Тримата съавтори на статията бяха бившият постдокторант от Харвард Александър Шапсън-Ко, Михал Янушевски от Google Research и Даниел Бергер от постдокторантката от Харвард.
Крайната цел на сътрудничеството, подкрепено от Инициативата BRAIN на Националния институт по здравеопазване, е да се създаде карта с висока разделителна способност на невронната свързаност на целия мозък на мишката, което ще изисква около 1000 пъти повече данни от току-що получените от един кубичен милиметър човешка кора.
Думата "фрагмент" звучи иронично. Един терабайт е огромно количество за повечето хора, но фрагмент от човешкия мозък – само една малка, малка част от човешкия мозък – все още е хиляди терабайти.“
Джеф Лихтман, Джереми Р. Ноулс, професор по молекулярна и клетъчна биология
Последната карта в Science разкрива подробности за мозъчната структура, които не са били наблюдавани досега, включително рядка, но мощна мрежа от аксони, свързани с до 50 синапса. Екипът също отбеляза някои характеристики в тъканта, като малък брой аксони, образуващи обширни спирали. Тъй като тяхната проба е взета от пациент с епилепсия, те не са сигурни дали подобни необичайни образувания са патологични или просто рядкост.
Областта на изследване на Лихтман е "конектомиката", която, подобно на геномиката, се стреми да създаде пълни каталози на структурата на мозъка до отделните клетки и връзки. Такива завършени карти ще осветят пътя към нови разбирания за мозъчната функция и болестите, за които учените все още знаят много малко.
Съвременните алгоритми на Google за изкуствен интелект правят възможно реконструирането и картографирането на мозъчната тъкан в три измерения. Екипът също така е разработил набор от публично достъпни инструменти, които изследователите могат да използват, за да изследват и анотират конектома.
„Като се има предвид огромната инвестиция, вложена в този проект, беше важно резултатите да бъдат представени по начин, от който другите вече могат да се възползват“, каза изследователят на Google Вирен Джейн.
Следващият екип ще се насочи към област от хипокампуса на мишката, която е важна за неврологията заради ролята си в паметта и неврологичните заболявания.