인간 두뇌 조각의 가장 큰 3D 재구성이 만들어졌습니다.
최근 리뷰 : 14.06.2024
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Kубический миллиметр мозговой ткани может показаться незначительным. Но если учесть, что этот маленький квадрат содержит 57 000 клеток, 230 миллиметров кровеносных сосудов 및 150 миллионов си напсов, что в сумме составляет 1 400 терабайт данных, то исследователи из Гарварда и Google добились огромного прогресса.
Kоmanda Garvarda под руководством Джефа Лихтмана, профессора молекулярной и клеточной биологии Джереми Р. Ноулза и недавно назначенного декана научного факультета, совместно с исследователями Google создали самуж крупнуж на сегодня шни й день трехмернуу реконструкциу мозга человека на синаптическом уровне, показывававеков в ярких деталях каждуу клетку и ее сеть нейронных связей в части человеческого височного кортекса, размером примерно с половину зернышка риса.
Science에 게재된 이번 성과는 Lichtmann 전자 현미경과 색상 코딩 및 AI 알고리즘을 결합한 Google Research 과학자들과 거의 10년 간 협력한 결과입니다. 포유류의 극도로 복잡한 신경 배선을 재구성합니다. 이 논문의 공동 제1저자 3명은 전 하버드 박사후 연구원 Alexander Shapson-Ko, Google Research의 Michal Januszewski, 하버드 박사후 연구원 Daniel Berger였습니다.
국립보건원(National Institutes of Health)의 BRAIN Initiative가 지원하는 이번 협력의 궁극적인 목표는 마우스 뇌 전체의 신경 연결에 대한 고해상도 지도를 만드는 것입니다. 이를 위해서는 방금 얻은 것보다 약 1,000배 더 많은 데이터가 필요합니다. 1입방밀리미터의 인간 피질에서 추출됩니다.
'조각'이라는 단어는 아이러니하게 들립니다. 1테라바이트는 대부분의 사람들에게 엄청난 양이지만, 인간 두뇌의 한 조각, 즉 아주 작은 인간 두뇌 조각은 여전히 수천 테라바이트입니다."
Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles 분자 및 세포 생물학 교수
사이언스(Science)의 최신 지도는 최대 50개의 시냅스로 연결된 드물지만 강력한 축삭 네트워크를 포함하여 이전에 관찰되지 않았던 뇌 구조의 세부 사항을 보여줍니다. 팀은 또한 광범위한 나선을 형성하는 소수의 축삭과 같은 조직의 일부 특징을 지적했습니다. 그들의 샘플은 간질 환자로부터 채취되었기 때문에 그러한 비정상적인 형성이 병리학적인지 아니면 단순히 드문 것인지 확신할 수 없습니다.
Lichtman의 연구 분야는 '커넥토믹스'입니다. 이는 유전체학과 유사하게 개별 세포 및 연결에 이르기까지 뇌 구조의 완전한 카탈로그를 작성하는 것입니다. 이렇게 완성된 지도는 과학자들이 아직 거의 알지 못하는 뇌 기능과 질병에 대한 새로운 이해의 길을 열어줄 것입니다.
최신 Google 인공 지능 알고리즘을 사용하면 뇌 조직을 3차원으로 재구성하고 매핑할 수 있습니다. 또한 팀은 연구자들이 커넥톰을 탐색하고 주석을 다는 데 사용할 수 있는 공개 도구 세트를 개발했습니다.
Google 연구원인 Viren Jain은 "이 프로젝트에 막대한 투자가 이루어졌기 때문에 다른 사람들이 혜택을 누릴 수 있는 방식으로 결과를 제시하는 것이 중요했습니다."라고 말했습니다.
다음으로 팀은 기억력과 신경 질환에서의 역할 때문에 신경과학에 중요한 쥐의 해마 영역을 표적으로 삼을 것입니다.