Исследователи картировали крошечный участок человеческого мозга с рекордной детализацией. Сформированный атлас раскрывает закономерности связей между нейронами мозга и показывает клетки с ранее неизвестными особенностями. Трехмерная карта охватывает примерно 1 мм³ мозга и содержит около 57 тыс. клеток и 150 млн синапсов — «контактов» между нейронами.
Фрагмент взяли у 45-летней женщины во время операции для лечения эпилепсии. Образец получили из коры головного мозга — части, участвующей в обучении, решении проблем и обработке сенсорных сигналов. Полученные клетки погрузили в консерванты и окрасили тяжелыми металлами. Нейробиологи разрезали образец примерно на 5000 срезов — каждый толщиной всего 34 нм — которые отсканировали с помощью электронных микроскопов.
Исследователи разработали модель искусственного интеллекта, которая соединила изображения, полученные с помощью микроскопа, и реконструировать весь образец в 3D. Детально изучив модель, исследователи обнаружили «нетрадиционные нейроны», отличающиеся от известных. Например, некоторые пары клеток образовывали до 50 связей друг с другом, хотя обычно их не более двух. Другие — демонстрировали зеркальную симметрию связей или формировали сложные связи сами с собой.
Карта настолько велика, что большую ее часть еще предстоит проверить вручную, и она все еще может содержать ошибки, возникшие в процессе обработки такого большого количества изображений вместе. Совокупный объем данных об 1 мм³ составил более 1,4 Пб. Ученые планируют создать аналогичные карты образцов мозга других людей.
Более глубокое понимание того, как работает кора головного мозга, может дать подсказку о том, как лечить некоторые психиатрические и нейродегенеративные заболевания, отмечают ученые. Беспрецедентные детали могут раскрыть новые правила нейронных связей и помочь расшифровать внутреннюю работу человеческого мозга.
Читать далее:
Сибирские «врата в подземный мир» растут: что происходит в Батагайке
Недалеко от нас есть планета, где ветер дует быстрее пули
Физики наблюдали кота Шредингера — превращение атомов из частиц в волну
На обложке: картирование мозга человека. Изображение: Google Research & Lichtman Lab (Harvard University). Renderings by D. Berger (Harvard University)