Нові публікації
Створено найбільшу 3D-реконструкцію фрагмента людського мозку
Останній перегляд: 02.07.2025
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.
Кубічний міліметр тканини мозку може здатися не такою великою кількістю. Але якщо врахувати, що цей маленький квадрат містить 57 000 клітин, 230 міліметрів кровоносних судин і 150 мільйонів синапсів, що загалом становить 1400 терабайтів даних, то дослідники Гарварду та Google досягли величезного прогресу.
Команда вчених з Гарварду під керівництвом Джеффа Ліхтмана, професора молекулярної та клітинної біології імені Джеремі Р. Ноулза та новопризначеного декана факультету природничих наук, та дослідників Google створили найбільшу на сьогодні тривимірну реконструкцію людського мозку на синаптичному рівні, яскраво та детально показуючи кожну клітину та її мережу нейронних зв'язків у частині скроневої кори людини розміром приблизно з половину рисового зернятка.
Це досягнення, опубліковане в журналі Science, є останнім у майже десятирічній співпраці з вченими з Google Research, яка поєднує електронну мікроскопію Ліхтмана з алгоритмами штучного інтелекту для кольорового кодування та реконструкції надзвичайно складної нейронної мережі ссавців. Трьома співавторами перших робіт є колишній постдок Гарварду Александр Шепсон-Ко, Міхал Янушевський з Google Research та постдок Гарварду Даніель Бергер.
Кінцевою метою співпраці, що підтримується ініціативою BRAIN Національних інститутів охорони здоров'я, є створення карти нейронних зв'язків високої роздільної здатності по всьому мозку миші, що вимагатиме приблизно в 1000 разів більше даних, ніж вони щойно отримали з одного кубічного міліметра кори головного мозку людини.
Слово «фрагмент» іронічне. Терабайт для більшості людей – це величезна кількість, але фрагмент людського мозку – лише крихітна, крихітна частина людського мозку – все одно становить тисячі терабайтів.
Джефф Ліхтман, професор молекулярної та клітинної біології імені Джеремі Р. Ноулза
Найновіша карта в журналі Science містить деталі структури мозку, які раніше не бачили, зокрема рідку, але потужну мережу аксонів, з'єднаних до 50 синапсами. Команда також відзначила деякі особливості в тканині, такі як невелика кількість аксонів, що утворюють розгалужені спіралі. Оскільки їхній зразок був взятий у пацієнта з епілепсією, вони не впевнені, чи є такі незвичайні утворення патологічними, чи просто рідкісними.
Галузь досліджень Ліхтмана — «коннектоміка», яка, подібно до геноміки, прагне створити повні каталоги структури мозку аж до окремих клітин та зв'язків. Такі повні карти освітлять шлях до нового розуміння функцій мозку та захворювань, про які вчені досі знають дуже мало.
Найсучасніші алгоритми штучного інтелекту від Google можуть реконструювати та картографувати тканини мозку у трьох вимірах. Команда також розробила набір загальнодоступних інструментів, які дослідники можуть використовувати для дослідження та анотації конектома.
«Враховуючи величезні інвестиції, вкладені в цей проєкт, було важливо представити результати таким чином, щоб хтось інший тепер міг скористатися ними», – сказав науковий співробітник Google Вірен Джайн.
Далі команда зосередиться на ділянці гіпокампу миші, яка важлива для нейронауки через її роль у пам'яті та неврологічних захворюваннях.