Den största 3D-rekonstruktionen av ett fragment av den mänskliga hjärnan har skapats

Кубический миллиметр мозговой ткани может показаться незначительным. Но если учесть, что этот маленький квадрат содержит 57 000 клеток, 230 миллиметров кровеносных сисов сисн что в сумме составляет 1 400 терабайт данных, о исследователи из Гарварда och Google добились огромного portal.

Commanda Гарварда под руководством Джеффа Лихтмана, профессора молекулярной и клеточной биологиР. Ноа и надавнsples день т техерker йронных сзей части человеческiella височноvik кортекса, разерор п п,

Prestationen, publicerad i Science, är den senaste i ett nästan decennium långt samarbete med Google Research-forskare som kombinerar Lichtmann-elektronmikroskopi med AI-algoritmer för färgkodning och rekonstruktion av däggdjurs extremt komplexa neurala ledningar. Tidningens tre första författare var tidigare Harvard postdoc Alexander Shapson-Ko, Google Researchs Michal Januszewski och Harvard postdoc Daniel Berger.

Det slutliga målet med samarbetet, som stöds av National Institutes of Healths BRAIN Initiative, är att skapa en högupplöst karta över den neurala anslutningen i hela mushjärnan, vilket kommer att kräva cirka 1 000 gånger mer data än vad de just fick från en kubikmillimeter av mänsklig cortex.

Ordet "fragment" låter ironiskt. En terabyte är en enorm mängd för de flesta, men ett fragment av en mänsklig hjärna - bara en liten, liten bit av en mänsklig hjärna - är fortfarande tusentals terabyte."

Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles professor i molekylär och cellulär biologi

Den senaste kartan inom Science avslöjar detaljer om hjärnans struktur som inte tidigare har observerats, inklusive ett sparsamt men kraftfullt nätverk av axoner sammankopplade med upp till 50 synapser. Teamet noterade också några funktioner 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, i likhet med genomik, försöker skapa kompletta kataloger över hjärnans struktur ner till enskilda celler och kopplingar. Sådana färdiga kartor kommer att belysa vägen till nya förståelser av hjärnans funktion och sjukdomar som forskarna fortfarande vet väldigt lite om.

Googles moderna artificiella intelligensalgoritmer gör det möjligt att rekonstruera och kartlägga hjärnvävnad i tre dimensioner. Teamet har också utvecklat en uppsättning allmänt tillgängliga verktyg som forskare kan använda för att utforska och kommentera kopplingen.

"Med tanke på den enorma investering som gjordes i det här projektet var det viktigt att presentera resultaten på ett sätt som andra nu kan dra nytta av", säger Google-forskaren Viren Jain.

Teamet kommer härnäst att rikta in sig på en region av mushippocampus, vilket är viktigt för neurovetenskapen för dess roll i minne och neurologiska sjukdomar.