Трёхмерная карта мозга, созданная Гарвардским университетом и Google, даёт беспрецедентное представление о нейронных связях и когнитивных процессах человека.
Десять лет назад в лабораторию доктора Джеффа Лихтмана в Гарвардском университете поступил небольшой и ничем не примечательный образец мозга. В 1 кубическом миллиметре ткани размером меньше рисового зёрнышка содержалось 57 000 клеток и 150 миллионов синапсов, каждый из которых является жизненно важной частью сложной коммуникационной сети мозга.
Теперь, после десяти лет сотрудничества с учёными Google, колоссальный набор данных объёмом 1400 терабайт превратился в самую подробную из когда-либо созданных карт человеческого мозга.
«Для большинства людей терабайт — это гигантская величина, но фрагмент человеческого мозга — крошечный, совсем крошечный кусочек человеческого мозга — всё равно составляет тысячи терабайт», — утверждает Лихтман в отчёте Национального института здравоохранения.
Детальная 3D-реконструкция показывает, как устроены нейроны в мозге. Нейроны, образующие десятки связей, зеркальные нейронные пары и сети, которые оказались гораздо сложнее, чем ожидалось, — вот лишь некоторые из революционных открытий.
«Я помню этот момент, когда я зашёл на карту и посмотрел на один отдельный синапс в мозге этой женщины, а затем увеличил масштаб и увидел миллионы других пикселей, — сказал Вирен Джайн, старший научный сотрудник Google, в журнале Nature. — Это было что-то вроде озарения».
Карта, которая теперь является частью набора данных в открытом доступе, открывает новые возможности для понимания человеческого познания, психических расстройств и устройства нашего мозга.
«Существует поговорка: «Карта синаптических связей необходима, но недостаточна для понимания мозга». В её нынешнем виде по-прежнему отсутствует много важной информации, но это шаг в правильном направлении», — сказал Дэниел Бергер, учёный из лаборатории Лихтмана в интервью The Epoch Times.
Все изображения ниже предоставлены Google Research и лабораторией Лихтмана (Гарвардский университет). изображения Д. Бергера (Гарвардский университет).
Возбуждающие нейроны, окрашенные в разные цвета в зависимости от размера: красные — самые крупные, синие — самые мелкие. Ядра клеток имеют размер от 15 до 30 микрометров.
Один белый нейрон получает сигналы от более чем 5000 синих аксонов, а зелёные синапсы обозначают точки передачи сигналов.
Нейроны с длинными дендритами и шипиками на дендритах. В очень редких случаях один аксон (синий) многократно образует синаптические связи (жёлтый) с нейроном-мишенью (зелёный).,
Одним из неожиданных открытий исследования стало обнаружение «аксонных колец» — переплетённых петель из синих аксонов, которые обычно передают сигналы от нервных клеток. Эти структуры редко встречались в образце и иногда располагались на жёлтых клетках. Их назначение остаётся неясным.
Пучок нейронов размером с человеческий волос.
Одиночный нейрон (белый) получает сигналы от аксонов. Зелёные аксоны передают сигналы, побуждающие его к возбуждению, а синие — сигналы, подавляющие возбуждение.
Оценили 62 человека
80 кармы