Te prace badawcze zabrały aż dekadę, ale mamy to — oto najdokładniejszy model 3D ludzkiej kory mózgowej, jaki stworzyła ludzkość.
Będąc bardziej precyzyjnym, osiągnięcie wymienionych nie jest mapą całego mózgu, a jedynie jego wycinku o objętości 1 milimetra sześciennego kory mózgowej, pobranego od pacjenta z epizodami padaczkowymi podczas operacji w 2014 roku. Przez dekadę zespół biologów i ekspertów uczenia maszynowego pracował nad tą niewielką próbką tkanki, zawierającą 57 tys. komórek i 150 mln synaps.
Wszystko zaczęło się od barwienia tkanki za pomocą metali ciężkich, które łączą się z błonami lipowymi w komórkach i staja się przez to możliwe do obserwacji z użyciem mikroskopu elektronowego. Tak przygotowaną tkankę zatopiono w żywicy i pokrojono na warstwy o grubości zaledwie 34 nanometrów.
źródło: Google Research & Lichtman Lab, Harvard University - D. Berger, Harvard
Bazując na pojedynczych warstwach, udało się zebrać ogromny zbiór dwuwymiarowych danych o pojemności aż 1,4 petabajta. I w tym miejscu wkroczyły algorytmy uczenia maszynowego, opracowane we współpracy z firmą Google, które pozwoliły na automatyczne wyrównywanie obrazów i segmentowanie różnych typów komórek podczas tworzenia precyzyjnego modelu 3D. Sama maszyna jednak nie wystarczyła i znaczną część prac trzeba było realizować ręcznie dla uzyskania najwyższej dokładności.
Stworzona przez naukowców mapa przynosi ogrom informacji na temat struktury kory mózgowej. Zidentyfikowano m.in. neurony z ponad 50 synapsami, o których istnieniu nauka wcześniej nie wiedziała. Niektóre komórki, jak niezidentyfikowane struktury w kształcie jajek i splątane komórki, pozostają zagadkowe.
Mapa została właśnie publicznie udostępniona, dzięki czemu badacze z całego świata mogą dołożyć swoją cegiełkę do prób zrozumienia działania ludzkiego mózgu. Może się ona przyczynić do udoskonalenia leczenia chorób takich jak schizofrenia czy zainspirować inżynierów do budowy nowych modeli sztucznej inteligencji, naśladujących w swojej mechanice funkcje mózgu.
Zobacz: Oglądasz TE filmy? To przez Twój mózg
Zobacz: Stworzyli komputer z ludzkiego mózgu. I nie, to nie żart
Źródło zdjęć: Gorodenkoff / Shutterstock
Źródło tekstu: CNN, Gadgets360, oprac. wł
