Google ukázal mapu mozgových spojení s 20 miliónmi synapsií

Výskumníci z Google a Janelia Research Campus vo Virgínii zverejnili doteraz najväčšiu mapu mozgovej konektivity zvieraťa, ktorá sleduje 20 miliónov synapsií spájajúcich zhruba 25 000 neurónov.

Ide síce o pohľad „len“ do mozgu mušky ovocnej (drosophila), no napriek tomu je to prelom v oblasti konektomiky, čo je vlastne komplexná mapa nervových spojení v mozgu a považuje sa za jeho základnú schému zapojenie. Táto mapa, známa ako konektóm, pokrýva približne tretinu mozgu mušky. Doteraz bol takto zmapovaný len jediný organizmus, hlísta (C. elegans).

https://youtu.be/PeyHKdmBpqY

3D mapa, ktorú vytvoril Google v spolupráci s tímom FlyEM v Janelii, je výbornou ukážkou automatizovaných metód kombinovaných s namáhavou ľudskou prácou. Prvým krokom pri vzniku mapy bolo rozdelenie mozgu na malé časti s hrúbkou 20 mikrónov (tretina ľudského vlasu).

Tieto kúsky sa potom skenovali elektrónovým mikroskopom. Výsledné dáta majú zhruba 50 biliónov 3D pixlov (resp. voxlov) ktoré sa pomocou algoritmov spracovávali do dráhy každej bunky (na videu dole).

https://youtu.be/I9cTwWYDrRE

Google uvádza, že vedcom v Janeli to trvalo 2 roky a stovky tisíc hodín, aby ručne doladili 3D mapu a overili cestu každej z 20 miliónov synapsií pomocou headsetov s virtuálnou realitou a programu na úpravu 3D.

Napriek tomu mapa pokrýva len časť mozgu, hemibrain. Ten pokrýva veľkú časť centrálneho mozgu lietania, vrátane komplexných obvodov kritických pre asociatívne učenie a navigáciu letu.

ZDROJ | Janelia

Mozog mušky ovocnej obsahuje 100 000 neurónov, ak sa vám to zdá málo, tak v porovnaní s ľudským mozgom máte úplnú pravdu. Ten ich má približne 86 miliárd! To ukazuje, ako ďaleko sme od vytvorenia nervových dráh mozgu človeka.

Inžinier biomedicíny, Joshua Vogelstein, pre portál The Verge povedal, že táto práca je pre vedcov veľkým prínosom a v budúcnosti budú dáta z podobných projektov mimoriadne cenné aj na reálne uplatnenie. Prechod z výskumu do praxe odhaduje na 15 rokov.

Neurovedec Mark Humphries dodáva: „Rekonštrukcia je nepochybne technickým zázrakom. Sama osebe neodpovedá na naliehavé vedecké otázky, ale mohla by pomôcť odhaliť zaujímavé tajomstvá.“

Ako už býva dobrým zvykom, Google sprístupnil dokument opisujúci hemibrain a základnú metodiku, ako aj základné údaje, či podrobnejšiu dokumentáciu.

ZdrojJanelia

Komentáre k článku