Получено изображение одного кубического миллиметра мозга (фото)

Ученые из Гарвардского университета и компании Google нанесли на карту 1 кубический миллиметр коры мозга человека. На полученном в результате эксперимента клеточном атласе видны неизвестные связи между нейронами и другими клетками мозга.

На трехмерной карте изображены все клетки одного кубического миллиметра коры мозга человека. Это только одна миллионная часть всего мозга. Атлас содержит примерно 57 000 клеток и 150 миллионов синапсов — связей между нейронами. Объем атласа 1,4 петабайта данных.

Фрагмент мозга был взят у 45-летней женщины, когда она перенесла операцию по лечению эпилепсии. Фрагмент получен из коры головного мозга, той части мозга, которая отвечает за обучение, решении задач и обработку сенсорных сигналов.

Образец был погружен в консерванты и окрашен тяжелыми металлами, чтобы легче дифференцировать клетки. Нейробиолог Джефф Лихтман из Гарвардского университета и его коллеги разрезали образец примерно на 5000 пластинок толщиной 34 нанометра. Затем срезы были визуализированы с помощью электронных микроскопов.

Затем команда нейробиолога из Google Вирена Джайна создала модели искусственного интеллекта, которые смогли соединить изображения, полученные микроскопом, и реконструировать весь образец в 3D.

Детально изучив модель, исследователи обнаружили странные нейроны, в том числе такие, которые образуют до 50 связей друг с другом. «В общем-то, между двумя нейронами обычно можно найти максимум пару связей», — говорит Джайн. В другом месте модель показала нейроны с усиками, которые образовывали узлы и замыкались на себя. «Никто раньше не видел ничего подобного», — добавляет Джайн.

Команда также обнаружила пары нейронов, которые были почти идеальными зеркальными отражениями друг друга. Неясно, какую роль эти функции играют в мозге.

Атлас настолько велик, что большую его часть еще предстоит проверить вручную, и он все еще может содержать ошибки, возникшие в процессе сшивания такого большого количества изображений. «Сотни ячеек были "вычитаны", но это, очевидно, лишь несколько процентов из 50 000», — говорит Джайн. Он надеется, что другие нейробиологи помогут вычитать интересующие их части атласа. Команда планирует создать аналогичные атласы образцов мозга других людей, но атлас всего мозга вряд ли появится в ближайшие несколько десятилетий.

Более глубокое представление коры головного мозга, может подсказать, как лечить некоторые психиатрические и нейродегенеративные заболевания. «Эта карта предоставляет беспрецедентные детали, которые могут раскрыть новые правила нейронных связей и помочь расшифровать внутреннюю работу человеческого мозга», — говорит Ёнсу Ким, нейробиолог из Университета штата Пенсильвания в Херши.

Следите за NEWS.am Medicine на Facebook и Twitter