Nya publikationer
Den största 3D-rekonstruktionen av ett fragment av den mänskliga hjärnan har skapats
Senast recenserade: 02.07.2025
Allt iLive-innehåll är mediekontrollerat eller faktiskt kontrollerat för att säkerställa så mycket faktuell noggrannhet som möjligt.
Vi har strikta sourcing riktlinjer och endast länk till välrenommerade media webbplatser, akademiska forskningsinstitut och, när det är möjligt, medicinsk peer granskad studier. Observera att siffrorna inom parentes ([1], [2] etc.) är klickbara länkar till dessa studier.
Om du anser att något av vårt innehåll är felaktigt, omodernt eller på annat sätt tveksamt, välj det och tryck på Ctrl + Enter.
En kubikmillimeter hjärnvävnad kanske inte verkar vara mycket. Men när man betänker att den lilla rutan innehåller 57 000 celler, 230 millimeter blodkärl och 150 miljoner synapser, totalt 1 400 terabyte data, har Harvard- och Google-forskarna gjort enorma framsteg.
Ett Harvard-team lett av Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles-professor i molekylär- och cellbiologi och nyutnämnd dekanus vid naturvetenskapliga fakulteten, och Google-forskare har skapat den största 3D-rekonstruktionen av den mänskliga hjärnan hittills på synaptisk nivå. De visar i detalj varje cell och dess nätverk av neurala kopplingar i en del av den mänskliga temporala cortexen som är ungefär lika stor som ett halvt riskorn.
Prestationen, som publicerades i tidskriften Science, är den senaste i ett nästan decennium långt samarbete med forskare vid Google Research som kombinerar Lichtman-elektronmikroskopi med AI-algoritmer för att färgkoda och rekonstruera den mycket komplexa neurala kopplingen hos däggdjur. De tre förstaförfattarna till artikeln är den tidigare Harvard-postdoktorn Alexander Shapson-Ko, Google Researchs Michal Januszewski och Harvard-postdoktorn Daniel Berger.
Det slutgiltiga målet med samarbetet, som stöds av National Institutes of Healths BRAIN-initiativ, är att skapa en högupplöst karta över neural konnektivitet över hela mushjärnan, vilket skulle kräva cirka 1 000 gånger mer data än de just fått från en kubikmillimeter mänsklig cortex.
Ordet "fragment" är ironiskt. En terabyte är en enorm mängd för de flesta, men ett fragment av en mänsklig hjärna – bara en pytteliten del av en mänsklig hjärna – är fortfarande tusentals terabyte.
Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles professor i molekylär- och cellbiologi
Den senaste kartan i Science innehåller detaljer om hjärnans struktur som inte setts tidigare, inklusive ett glest men kraftfullt nätverk av axoner sammankopplade av upp till 50 synapser. Teamet noterade också vissa särdrag i vävnaden, såsom ett litet antal axoner som bildar omfattande spiraler. Eftersom deras prov togs från en patient med epilepsi är de osäkra på om sådana ovanliga formationer är patologiska eller helt enkelt sällsynta.
Lichtmans forskningsområde är "connectomics", som, liksom genomik, syftar till att skapa kompletta kataloger över hjärnstruktur ner till enskilda celler och kopplingar. Sådana kompletta kartor kommer att belysa vägen till nya förståelser av hjärnfunktion och sjukdomar som forskare fortfarande vet väldigt lite om.
Googles toppmoderna AI-algoritmer kan rekonstruera och kartlägga hjärnvävnad i tre dimensioner. Teamet har också utvecklat en uppsättning allmänt tillgängliga verktyg som forskare kan använda för att utforska och annotera connectome-strukturen.
"Med tanke på den enorma investering som gjordes i det här projektet var det viktigt att presentera resultaten på ett sätt som gör att någon annan nu kan dra nytta av dem", sa Google Research-fellowen Viren Jain.
Därefter kommer teamet att rikta in sig på en region av mushippocampus som är viktig för neurovetenskapen på grund av dess roll i minne och neurologiska sjukdomar.