Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Google odhaľuje doteraz najkomplexnejšiu schému prepojení v mozgu

Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
24. 1. 2020
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Vedci zo spoločnosti Google, v spolupráci s vedcami z Janelia Research Campus vo Virgínii, zverejnili doteraz najväčšiu mapu mozgových prepojení vo vysokom rozlíšení. Zdieľaný 3D model sleduje až 20 miliónov synapsií, ktoré spájajú okolo 25 000 neurónov v mozgu ovocnej mušky.

Model je míľnikom v oblasti takzvanej konektomiky, ktorá využíva podrobné zobrazovacie techniky na mapovanie fyzických dráh v mozgu. Táto mapa, známa ako „konektóm“, pokrýva zhruba jednu tretinu mozgu ovocnej mušky. Doteraz bol týmto spôsobom úplne zmapovaný celý mozog iba jediného organizmu, škrkavky C. elegans.

Vytvorená 3D mapa je určite technickým úspechom a produktom automatizovaných metód, ako aj namáhavej ľudskej práce. Prvým krokom pri tvorbe mapy bolo rozdelenie častí mozgu ovocnej mušky na kúsky s hrúbkou iba 20 mikrónov, čo je zhruba tretina šírky ľudského vlasu. Ovocné mušky sa v konektomike bežne používajú, pretože majú pomerne jednoduché mozgy o veľkosti zrnka maku, ale vykazujú zložité správanie, ako sú napríklad „tance pri dvorení“ v procese párenia.

Tieto kúsky mozgu sa potom zobrazia vysielaním prúdov elektrónov zo skenovacieho elektrónového mikroskopu. Výsledné údaje obsahujú približne 50 biliónov 3D pixelov alebo voxelov. Tie sú spracované pomocou algoritmu, ktorý sleduje dráhy každej jednej bunky.

Komplexná 3D mapa prepojení neurónov v časti mozgu ovocnej mušky.

Napriek nepopierateľnej zdatnosti algoritmických softvérov spoločnosti Google ešte stále bolo potrebné značné množstvo ľudskej práce. Spoločnosť tvrdí, že vedci z Janelia Research Campus potrebovali dva roky a stovky tisíc hodín, aby „skorigovali“ 3D mapu a overili cestu každej z 20 miliónov chemických synapsií pomocou súprav pre zobrazenie virtuálnej reality a softvéru na úpravu 3D.

Výsledná mapa pokrýva len časť mozgu ovocnej mušky, známej ako hemi-mozog. Mozog ovocnej mušky pritom celkovo obsahuje 100 000 neurónov, zatiaľ čo ľudský mozog ich má zhruba 86 miliárd. Už len to naznačuje, ako ďaleko sme ešte od vytvorenia úplnej mapy našich vlastných nervových spojení. Vedci pritom sprístupnili zhromaždené údaje pre každého na pozretie alebo stiahnutie. Skupina tiež vydala dokument, ktorý opisuje metodiku a v nasledujúcich týždňoch bude publikovať viac príspevkov o svojej práci.

Komplexná 3D mapa prepojení neurónov v časti mozgu ovocnej mušky.

Podobné články