Цветная карта 4000 аксонов, связанных с единственным нейроном
Новость, которая звучит одновременно и как успех, и как поражение: ученые из Института Хьюза (США) совместно со специалистами из Google составили первый коннектом мозга человека – карту всех связей внутри него. Проблема в том, что они сумели описать только одну миллионную часть реального мозга, но даже это потребовало создания 225 млн изображений с суммарным объемом данных в 1,4 петабайта.
Год назад та же команда сделала первый важный шаг, построив коннектом крошечного и очень простого мозга плодовой мушки, да и то только его половины. В новом проекте они взяли 1 куб. мм ткани из височной доли уже человеческого мозга. Его аккуратно разрезали на 5300 долек толщиной не более 30 нанометров, которые изучили при помощи сканирующего электронного микроскопа с разрешающей способностью 4 нанометра. На выходе получился массив двумерных снимков из 225 млн отдельных картинок.
Используя алгоритмы машинного обучения, из двумерных картинок последовательно выстроили трехмерную конструкцию, в которой отображены не только сами нервные клетки, но и связи между ними. Полученная карта является самой детальной из существующих на сегодняшний день, она отображает 50 тыс. клеток и 130 млн синапсов, плюс разные второстепенные элементы, вроде дендритов, миелина и аксонов.
Оценив проделанный труд, в Google признали, что продолжать картографировать остальной мозг человека таким способом бессмысленно. Во-первых, потребуются колоссальные объемы данных для хранения информации. Во-вторых, карта получится слишком громоздкой, и ученые пока не видят способа обеспечить удобный доступ к такому невероятному количеству данных. Но, с другой стороны – это отличный стимул для развития новых технологий.
