Google mapuje ľudský mozog na úchvatných 3D snímkach
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 15. 5. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Harvardova univerzita a Google Research zverejnili prekvapivo hlboký ponor do ľudského mozgu, ktorý mapuje tisíce buniek a milióny synapsií vo vzorke mozgového tkaniva veľkosti makového zrnka. Výsledkom tohto úsilia je niekoľko ohromujúcich snímok a predstavuje významný krok smerom k jednej z najväčších výziev vo vede.
Ľudský mozog je zrejme najzložitejšia vec, aká v našom tele existuje. V lebke je natlačených asi 86 miliárd neurónov, ktoré sú navzájom prepojené 100 biliónmi synapsií, a z tejto spletitej siete nejakým spôsobom vzniká celá naša bytosť - všetky myšlienky, emócie, nádeje, spomienky a ďalšie veci, ktoré robíme.
Iróniou je, že ľudský mozog je taký absolútne zložitý, že je takmer nemožné, aby sa napriek svojej výpočtovej sile skutočne pochopil. To však nebráni tímom vedcov, aby sa pokúsili zostaviť kompletnú schému zapojenia ľudského mozgu, známu ako „connectome“.
Tím z Harvardovej univerzity a Google Research teraz urobil veľký prelom a zverejnil doteraz najväčší súbor údajov o nervových spojeniach v ľudskom mozgu. Alebo aspoň malý kúsok. Táto vzorka totiž meria len 1 mm3, čo je približne veľkosť jedného makového zrnka. V tomto priestore sa však nachádza neuveriteľných 57 000 neurónov, 230 mm ciev a 150 miliónov synapsií.
Mapovanie len tohto malého kúska mozgu vygenerovalo úžasných 1,4 petabajtov (PB), teda 1,4 milióna GB dát. Pre lepšiu predstavu, na štandardný dvojvrstvový disk Blu-Ray sa zmestí 50 GB dát. To znamená, že zmapovanie len tohto malého kúska mozgu vygenerovalo údaje zodpovedajúce 28 000 diskom Blu-Ray. Každé puzdro disku Blu-Ray má pritom hrúbku 13 mm, takže ak ich všetky naskladáte na seba, je to 364 metrov. To všetko len preto, aby ste zmapovali makové semienko.
Odhaduje sa pritom, že najhustejšie médium na ukladanie dát, aké poznáme, má kapacitu 2,5 PB. To znamená, že ľudskému mozgu by došlo miesto po uložení tohto množstva dát, ktoré by zabralo len jeden a pol kubického milimetra jeho samotného. Zmapovanie celého ľudského mozgu by si vyžadovalo odhadom 1 exabajt (EB) dát, čo je rozsah dátových centier CERN-u pre Veľký hadrónový urýchľovač.
Môže byť ťažké pochopiť takéto čísla, takže najlepší spôsob, ako oceniť tieto údaje, je pozrieť si samotné ohromujúce 3D mapy. Výskumníci farebne označili neuróny vo vzorke na základe ich veľkosti a typu, čím vznikli snímky, ktoré vyzerajú ako husté lesy. Zachytená oblasť mozgu je súčasťou predného spánkového laloku, ktorý je zodpovedný za sémantickú pamäť. To znamená, že elektrické signály, ktorú tu vidíme, obsahujú vedomosti tejto osoby o predmetoch, slovách, faktoch a iných ľuďoch.
Okrem toho, že snímky ukazujú, ako neuveriteľne dobre sú neuróny prepojené, odhaľujú aj ďalšie nečakané pohľady. Zdá sa, že niektoré zhluky neurónov sa z neznámych dôvodov vyskytujú v zrkadlových pároch. Iné ukazovali to, čo tím nazýva ako „axónové vŕšky“, kde dlhé časti vlákien neurónov vytvárali slučkovité hromady spôsobom, ktorý sa nikdy predtým nevidel. Vedci tvrdia, že by mohlo ísť o neznámy príznak epilepsie, keďže pacient, ktorému bola vzorka odobratá, trpel touto chorobou, alebo by mohlo ísť len o zriedkavý výskyt v zdravom mozgovom tkanive.
Táto vzorka je, samozrejme, len malým krokom ku konečnému cieľu, ktorým je zmapovanie celého ľudského mozgu, ale je samozrejmé, že k tomu máme ešte ďaleko. Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Science. Výskumníci vysvetľujú svoju prácu vo videu, ktoré si môžete pozrieť na začiatku článku alebo priamo TU.
