Google публикува най-голямата карта до сега на връзките в мозъка

Учени от Google и изследователски кампус във Вирджиния публикуваха най-голямата карта с висока резолюция на мозъчната свързаност при животните. Тя представлява 3D модел, който проследява 20 милиона синапси, свързващи около 25 000 неврона в мозъка на вид муха.

Постигнатият резултат е крайъгълен камък в областта на науката, която използва разнообразни техники за изобразяване и картографиране на физическите пътища на мозъка. Тази карта, известна като “контактема”, обхваща приблизително една трета от мозъка на мухата. Към днешна дата само един организъм е бил картографиран по този начин и това е бил кръгъл червей.

Подобна техника помага да се свържат физическите части на мозъка с конкретно поведение, което е ключова цел в невронауката. Критиците обаче отбелязват, че тепърва ще се постигат значителни пробиви. Те заклеймяват старателната работа по картографирането на невроните като източване на ресурси, които може би е по-добре да се използват другаде.

Поредното техническо чудо

Реконструкцията се оказва поредното технологично постижение. Но този метод няма да даде отговор на някои належащи научни въпроси. 3D картата произведена от Google и екипът от учени е продукт както на автоматизирани методи, така и на трудоемък човешки труд.

Сложен процес

За създаването на такъв тип карта е необходимо нарязването на части от мозъка на мухата с дебелина само 20 микрона, приблизително една трета от ширината на човешки косъм. Този вид мухи имат сравнително прости мозъци с размера на маково семе, но показват сложно поведение в природата.

Така раздробените части се подлагат на струи електрони от сканиращ микроскоп. Получените данни съдържат около 50 трилиона 3D пиксела или воксели, които се обработват с помощта на алгоритъм, който проследява пътищата на всяка клетка.

Google твърди, че са били необходими две години и стотици хиляди часове на учените за препрочитане на 3D картата, като проверяват маршрута на всеки от 20-те милиона химически синапси. За целта са използвани слушалки за виртуална реалност и персонализиран софтуер за 3D редактиране. Дори и след толкова труд, картата, която се получава обхавща само част от мозъка на мухата. Общо той съдържа 100 000 неврона, докато човешкият мозък има приблизително 86 милиарда. Това подсказва колко далеч сме от създаването на пълно копие на собствените си невронни пътища.

Въплъщаването на добрата технология в практическа наука често пъти отнема дългогодишен труд. Google и екипът от разработчици направиха събраните от тях данни достъпни за всеки, който желае да се запознае с тях. Публикувана е също така и методологията използвана в процеса на работа.