gov-civil-vilareal.pt„Google“ ir Harvardo mokslininkai, naudodami 225 milijonus vaizdų, sukuria 3D žmogaus smegenų žemėlapį
>Mokslininkų komanda, parodanti, koks nepaprastas yra žmogaus smegenų organas „Google“ ir Harvardo universitetas ką tik sukūrė nuostabų spalvų kodų žemėlapį, kuriame yra beveik 4000 įeinančių aksonų, jungiančių vieną neuroną.
Šis stulbinantis naršomas 3D žemėlapis kuris sudaro tik vieną milijonąją smegenų žievės dalį, buvo sudarytas naudojant 225 milijonus atskirų vaizdų ir superkompiuterį traiškantį 1,4 petabaito duomenų. Pagrindiniai šio projekto tikslai buvo sukurti naujus išteklius žmogaus smegenims tirti ir patobulinti bei išplėsti pagrindines konektomikos technologijas.
Susuktos neuronų, sinapsių ir neurologinių ląstelių netvarkos atvaizdavimas geriausiu atveju yra didžiulė užduotis, tačiau šie kruopštūs inžinieriai pasiekė nuostabių rezultatų įgyvendindami šį plataus užmojo pilkosios medžiagos projektą, kad sukurtų tam tikrą žmogaus smegenų laidų schemą („connectome“), pagrįstą 86 milijardas neuronų, susietų per 100 trilijonų sinapsių.
Kreditas: „Google“/„Lichtman Laboratory“
2020 m. Sausio mėn. „Google“ išleido „fly musibrain connectome“ - internetinę duomenų bazę, kurioje pateikiama maždaug pusės vaisinės musės smegenų morfologinė struktūra ir sinapsinis ryšys. Ši išsami duomenų bazė ir jos vizualizavimo įrankiai visiškai pakeitė tai, kaip musių smegenyse suprantamos nervų grandinės ir keliai.
Dabar didžiulė pažanga, „Google“ ir Lichtmano laboratorija Harvardo universitete pateikė neįtikėtiną žmogaus smegenų mikro sekcijos modelį, kuris prasidėjo mikroskopiniu mėginiu, gautu iš žmogaus smegenų žievės laikinosios skilties. Ši skiltelė buvo nudažyta siekiant didesnio vizualinio aiškumo, tada padengta derva, kad ją apsaugotų ir išsaugotų.
Tada chirurginis mėginys buvo supjaustytas į maždaug 5300 griežinėlių, kurių kiekvieno storis apie 30 nanometrų (nm). Šalia mėginio vaizdo buvo naudojamas nuskaitymo elektroninis mikroskopas, kurio maksimali skiriamoji geba buvo iki 4 nm. Dėl to buvo sukurta 225 milijonai dvimatių vaizdų, kuriuos būtų galima susiūti, kad būtų parodytas vienas 3D tūris.
Mašinų mokymosi algoritmai kruopščiai nuskaitė gabalą, kad nustatytų skirtingas ląsteles ir jų pagrindines struktūras. Po kelių praeinimų įvairiose automatizuotose sistemose žmogaus akys kai kurioms ląstelėms pateikė vizualinį redagavimo leidimą, kad nustatytų, ar algoritmai jas teisingai identifikuoja.
Kreditas: „Google“/„Lichtman Laboratory“
„Google“ šį rezultatą pavadino H01 duomenų rinkinys , ir tai laikoma bene išsamiausiais egzistuojančiais žmogaus smegenų žemėlapiais. Šis stulbinantis atvaizdavimas, kuriame yra 50 000 ląstelių ir 130 milijonų sinapsių, be mažesnių ląstelių segmentų, tokių kaip aksonai, dendritai, mielinas ir blakstienos, atsirado tik naudojant daugiau nei milijoną gigabaitų duomenų.
Tačiau beprotiškas šios pažangos elementas yra tas, kad „Google“ pažymi šį miniatiūrinį pavyzdį kaip tik milijonąją visos žmogaus smegenų tūrio dalį.
Kadangi „Lichtman Lab“ komanda ateityje dar labiau padidins šį smegenų žemėlapį, visas H01 duomenų rinkinys yra prieinamas internete, kurį gali ištirti mokslininkai ir mokslininkai. bioRxiv .
