Кусочек мозга размером с крупинку соли содержит целую сеть данных: 57 тысяч клеток, 230 мм сосудов и 150 миллионов синапсов, что в сумме эквивалентно 1400 терабайтам информации. Об этом сообщают исследователи из Гарвардского университета, совершившие прорыв в нейробиологии.
Команда профессора молекулярной и клеточной биологии Джеффа Лихтмана создала крупнейшую в мире 3D-реконструкцию фрагмента человеческого мозга с синаптическим разрешением. Они детально визуализировали каждый нейрон и все связи в крошечном участке височной коры.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, ученые объединили данные электронной микроскопии с алгоритмами искусственного интеллекта, чтобы раскрасить и восстановить невероятно сложную архитектуру мозговой ткани.
Конечная цель — создать полную высокодетализированную карту нейронных связей всего мозга. Для этого потребуется в тысячу раз больше данных, чем получено из одного кубического миллиметра коры.
«Для большинства людей терабайт — это огромный объём, — отмечает Лихтман. — Но наш крошечный фрагмент мозга содержит тысячи терабайтов».
На карте обнаружились уникальные детали: например, редкие сверхмощные аксоны, связанные примерно 50 синапсами, и необычные петлеобразные структуры. Поскольку образец взят у пациента с эпилепсией, пока неясно, являются ли эти аномалии симптомом болезни или просто редким явлением.
Лихтман работает в области коннектомики — науки, которая стремится составить полный каталог структуры мозга, вплоть до отдельных клеток и соединений. Такие карты могут пролить свет на механизмы работы мозга и природу заболеваний, которые пока плохо изучены.
Современные ИИ-алгоритмы уже позволяют реконструировать и визуализировать ткани мозга в 3D. Команда также разработала набор открытых инструментов для изучения коннектома. «Результаты должны быть доступны всем», — подчёркивает соавтор работы Вирен Джайн.
Следующий этап — исследование гиппокампа мыши, ключевой области для изучения памяти и неврологических расстройств.
DOI: 10.1126/science.adk4858
Источник: vk.com
Источник: ai-news.ru
