Pierwsza tak dokładna mapa mózgu. Naukowcy chwalą się nowymi odkryciami

Współpraca naukowców z Harvardu i specjalistów od sztucznej inteligencji z Google pozwoliła na najbardziej zaawansowane do tej pory badanie mapowania neuronów, dzięki pełnemu obrazowaniu i mapowaniu próbki ludzkiego mózgu. Naukowcy zrekonstruowali tylko niewielki fragment tkanki, ale stworzona w ten sposób mapa mózgu wygenerowała aż 1,4 PB danych. Przy okazji pojawiło się wiele nowych odkryć.

Naukowcy posłużyli się próbką tkanki ludzkiego mózgu, która została pobrana od kobiety chorej na padaczkę. Badanie miało na celu pomóc kontrolować napady choroby, ale udało się tutaj dokonać wielu ciekawych odkryć.

Podczas operacji mózgu pobrano tkankę w kształcie sześcianu o wielkości 1 mm, którą pocięto na 5 tys. fragmentów cieńszych od ludzkiego włosa. Naukowcy wykonali zdjęcia każdego wycinka za pomocą mikroskopu elektronowego, a następnie ponownie je połączyli w cyfrową mapę mózgu. Zespół Google wykorzystał model uczenia maszynowego, aby zrekonstruować wszystkie obrazy 2D w szczegółową mapę mózgu 3D. Zespół udostępnił mapę bezpłatnie innym badaczom.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Badanie pozwoliło odkryć wiele tajemnic mózgu, które dotychczas były nieznane — niektóre skupiska komórek rosły w symetrycznych układach, pojedynczy neuron posiadał ponad 5000 punktów połączeń z innymi neuronami, a niektóre aksony (końce nerwów przewodzących sygnały) z nieznanych powodów były skręcone w kulki.

Jeff Lichtman, profesor Harvardu, skomentował badania w dzienniku The Guardian:

"W tym zbiorze danych znaleźliśmy wiele rzeczy, których nie ma w podręcznikach. Nie rozumiemy tych rzeczy, ale mogę powiedzieć, że sugerują, że istnieje przepaść między tym, co już wiemy i to, co powinniśmy wiedzieć."

Milimetrowy fragment ludzkiego mózgu wygenerował 1,4 PB (petabajta) surowych danych, które pozwoliły stworzyć najbardziej szczegółowy obraz ludzkiego mózgu jaki kiedykolwiek powstał. Ciągle jednak mówimy o mikroskopijnym fragmencie organu.

Serwis Tom’s Hardware policzył, że milimetr sześcienny tkanki mózgowej stanowi zaledwie jedną milionową rozmiaru mózgu dorosłego człowieka. Oznacza to, że dane potrzebne do wygenerowania pełnej mapy mózgu dorosłego człowieka zajmowałyby 1,6 ZB (zettabajta) danych. Problem w tym, że obecnie trudno skonstruować system obliczeniowy o takiej pojemności - przy obecnej technologii, nośniki potrzebne do opracowania takiego centrum zajmowałyby powierzchnię prawie 57 hektarów (czyli około 79 boisk piłkarskich).