„Гугл“ помогна во создавањето на најдеталната мапа на нервни врски во човечкиот мозок
Подготвил:
Тамара Гроздановски
Лектор:
Ивана Кузманоска
„Гугл“ помогна во создавањето на најдеталната мапа на врски во човечкиот мозок. Оваа мапа открива неверојатен број детали, вклучувајќи модели на врски помеѓу невроните, но и некои досега непознати детали.
Тродимензионалната мапа на мозокот, достапна
бесплатно на интернет, вклучува 50.000 клетки. Тие се поврзани со стотици милиони нишки што формираат 130 милиони синапси. Овој сет на податоци мери 1,4 петабајти, што е речиси 700 пати поголем од капацитетот на складирање на просечниот модерен компјутер.
Групата на податоци е толку голема што истражувачите досега не биле во можност да ја проучат.
Овој огромен подвиг почнал кога тимот на Џеф Лихтман од Универзитетот „Харвард“ почнал со истражување на дел од мозокот на 45-годишна пациентка со епилепсија, која не реагирала на лекови. На пациентката ѝ бил отстранет левиот хипокампус, каде што се наоѓал изворот на епилептични напади. За да го направат тоа, хирурзите морале да отстранат здраво мозочно ткиво и дел околу хипокампусот.
Истражувачите го зачувале примерокот и го обоиле со тешки метали, како осмиум, така што надворешните мембрани на секоја клетка биле видливи под електронски микроскоп.
Потоа примерокот бил засилен со смола и исечен на парчиња дебели околу 30 нанометри, што одговара на илјадити дел од ширината на човечко влакно. На крај, секое парче било сликано под електронски микроскоп.
Потоа тимот на „Гугл“ ги обликувал овие дводимензионални парчиња во тродимензионална форма. Тимот користел машинско учење за да ги реконструира тетивите што ги поврзуваат невроните и означуваат различни типови клетки. Вкупниот сет на податоци што го произвеле изнесува кубен милиметар, што одговара на еден пиксел при скенирање со магнетна резонанса.
Ова доведе до некои нови откритија за тоа како нашиот мозок е поврзан: на пример, забележани се големи разлики во бројот на врски помеѓу невроните. Обично, гранките формираат една синапса, понекогаш две до четири. Но, беа забележани и гранки што формираа до 20 синапси на еден целен неврон. Ова значи дека самиот лак може да предизвика активирање на невроните. Покрај тоа, истражувачите откриле мистериозни парови неврони длабоко во кортексот.
Мапирањето на мозокот многу напредуваше. Истражувачите мапирале 302 неврони во нервниот систем на црвот „Цаенорхабдитис елеганс“. Минатата година истражувачите сакале да го мапираат целиот мозок на глушец на слично ниво на детали.
Целиот мозок на глушецот е 1.000 пати поголем, па наместо петабајти, зборуваме за егзабајти, а тоа може да се случи во следните десет години. За да се мапира целиот човечки мозок, потребен е илјада пати поголем сет на податоци, зетабајт, а тоа е веќе количината на дигитална содржина што се генерира на Земјата за една година.
И, би можело да биде непрофитабилно бидејќи без да се разбере како се чуваат информациите, многу податоци би биле целосно неразбирливи, сметаат истражувачите.
Фото: Biorxiv