การสร้างชิ้นส่วนสมองมนุษย์แบบ 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว

Кубический миллиметр мозговой ткани может показаться незначительным. Но если учесть, что этот маленький квадрат содержит 57 000 клеток, 230 миллиметров кровеносных сосудов и 150 миллионов си напсов, что в сумме составляет 1 400 терабайт данных, то исследователи из Гарварда и Google добились огромного прогресса.

Команда Гарварда под руководством Джеффа лихтмана, профессора молекулярной и клеточной биологии Джереми Р. Ноуаинедавноназначеногоекананачногоакутета, совместногогоедедователяигиcome де; йронныхantзейвчастичеловеческоговисочногоортекса, размеромримерноèололоин

ความสำเร็จนี้ตีพิมพ์ใน Science ถือเป็นความร่วมมือครั้งล่าสุดที่มีมานานเกือบทศวรรษกับนักวิทยาศาสตร์ของ Google Research ซึ่งผสมผสานกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน Lichtmann เข้ากับอัลกอริธึม AI สำหรับการเข้ารหัสสีและ สร้างการเดินสายประสาทที่ซับซ้อนอย่างยิ่งของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขึ้นมาใหม่ ผู้เขียนร่วมคนแรกของรายงานฉบับนี้คืออดีต Harvard postdoc Alexander Shapson-Ko, Michal Januszewski จาก Google Research และ Daniel Berger หลังปริญญาเอกจาก Harvard

เป้าหมายสูงสุดของการทำงานร่วมกันซึ่งได้รับการสนับสนุนโดย BRAIN Initiative ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ คือการสร้างแผนที่ความละเอียดสูงของการเชื่อมต่อประสาทของสมองของเมาส์ทั้งหมด ซึ่งจะต้องใช้ข้อมูลมากกว่าที่พวกเขาเพิ่งได้รับประมาณ 1,000 เท่า จากเยื่อหุ้มสมองมนุษย์หนึ่งลูกบาศก์มิลลิเมตร

คำว่า "แฟรกเมนต์" ฟังดูน่าขัน เทราไบต์ถือเป็นปริมาณมหาศาลสำหรับคนส่วนใหญ่ แต่เศษเสี้ยวของสมองมนุษย์ ซึ่งเป็นเพียงชิ้นเล็ก ๆ ของสมองมนุษย์ ยังคงเป็นหลายพันเทราไบต์"

Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles ศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาระดับโมเลกุลและเซลล์

แผนที่ล่าสุดใน Science เผยให้เห็นรายละเอียดโครงสร้างของสมองที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อน รวมถึงเครือข่ายแอกซอนที่เบาบางแต่ทรงพลังซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยไซแนปส์มากถึง 50 แห่ง ทีมงานยังสังเกตเห็นลักษณะบางอย่างในเนื้อเยื่อ เช่น แอกซอนจำนวนเล็กน้อยที่ก่อตัวเป็นเกลียวขนาดใหญ่ เนื่องจากตัวอย่างของพวกเขาได้รับมาจากผู้ป่วยโรคลมบ้าหมู พวกเขาจึงไม่แน่ใจว่าการก่อตัวที่ผิดปกติดังกล่าวเป็นโรคหรือพบได้น้อย

สาขาการวิจัยของ Lichtman คือ "connectomics" ซึ่งคล้ายกับจีโนมิกส์ คือพยายามสร้างแคตตาล็อกที่สมบูรณ์ของโครงสร้างของสมองลงไปถึงเซลล์แต่ละเซลล์และการเชื่อมต่อ แผนที่ที่สมบูรณ์ดังกล่าวจะส่องทางไปสู่ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับการทำงานของสมองและโรคต่างๆ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ยังคงรู้เพียงเล็กน้อย

อัลกอริทึมปัญญาประดิษฐ์ของ Google ที่ทันสมัยทำให้สามารถสร้างและสร้างแผนที่เนื้อเยื่อสมองในสามมิติได้ ทีมยังได้พัฒนาชุดเครื่องมือที่เผยแพร่สู่สาธารณะซึ่งนักวิจัยสามารถใช้เพื่อสำรวจและอธิบายคอนเนกโทมได้

“ด้วยการลงทุนมหาศาลในโครงการนี้ จึงมีความสำคัญที่จะต้องนำเสนอผลลัพธ์ในลักษณะที่ผู้อื่นสามารถได้รับประโยชน์ได้” Viren Jain นักวิจัยของ Google กล่าว

ทีมจะมุ่งเป้าไปที่บริเวณฮิปโปแคมปัสของหนู ซึ่งมีความสำคัญต่อประสาทวิทยาเนื่องจากมีบทบาทในความจำและโรคทางระบบประสาท