Badania prowadzono z niespotykaną dotąd szczegółowością. 57 tys. komórek i 150 m połączeń nerwowych zostało zbadanych przez naukowców z Harvardu, którzy przeanalizowali milimetr sześcienny tkanki mózgowej. Wyniki badań, w których brali udział eksperci Google, zostały opublikowane w piątek w „Science”. Naukowcy z niespotykaną dotąd szczegółowością zrekonstruowali schemat połączeń we fragmencie mózgu, który został pobrany z kory 45-letniej kobiety operowanej z powodu padaczki.Dzięki współpracy z ekspertami z Google w dziedzinie uczenia maszynowego udało się zmapować obwody nerwowe, połączenia, komórki pomocnicze i dopływ krwi. Badany fragment miał zaledwie milimetr sześcienny tkanki i został podzielony na ponad 5 tys. próbek. Obraz z mikroskopu elektronowego ujawnił 57 tys. pojedynczych komórek, 150 m połączeń nerwowych i 23 cm naczyń krwionośnych.– Celem badań było uzyskanie obrazu w wysokiej rozdzielczości najbardziej tajemniczego fragmentu ciała, który każdy z nas nosi między ramionami – powiedział w rozmowie z „The Guardian” Jeff Lichtman, profesor biologii molekularnej i komórkowej na Harvardzie, mówiąc o korze mózgowej. W jego opinii wiele szczegółów odkrytych podczas badań nie zostało do tej pory opisanych w podręcznikach. – Nie rozumiem ich, ale mogę stwierdzić, że sugeruje to istnienie przepaści między tym, co wiemy, a tym, co powinniśmy wiedzieć – dodał.Zaskakujące odkryciaNaukowcy poinformowali, że tkanka została podzielona na fragmenty 1000 razy cieńsze niż ludzki włos. Następnie wykonano zdjęcia pod mikroskopem elektronowym, aby poznać strukturę mózgu z dokładnością do nanoskali czyli tysięcznych części milimetra. Po tym etapie algorytmy prześledziły ścieżki neuronów i innych komórek w poszczególnych sekcjach. Jak podaje „The Guardian” obraz zajmował pamięć o wartości 1,4 petabajta, co odpowiada 14 tys. pełnometrażowych filmów w rozdzielczości 4K.Badacze przyznają, że wśród zaskakujących odkryć znajdują się tak zwane neurony piramidalne, których podstawy wystają z dużych gałęzi zwanych dendrytami. Wykazały one osobliwą symetrię, gdyż niektóre z nich były skierowane do przodu, a inne do tyłu. Zaobserwowano także ciasne zwoje aksonów, czyli cienkich włókien przenoszących sygnały z jednej komórki mózgowej do drugiej, które wyglądały jakby utknęły na rondzie, zanim zidentyfikowały właściwą drogę przekazania sygnału.Szczegółowe wyniki badań zostały opublikowane w piątek w czasopiśmie „Science” w artykule „A petavoxel fragment of human cerebral cortex reconstructed at nanoscale resolution”.Naukowcy stwierdzili, że na ten moment nie planują zmapowania całego ludzkiego mózgu, gdyż jest to zbyt trudne pod względem technicznym. Jednocześnie zapowiadają współpracę z innymi uniwersytetami oraz z Google przy badaniach obwodów mózgowych myszy.