Takiej mapy mózgu ssaka jeszcze nie było. "Wygląda jak odległa galaktyka"

Mapa zawiera szczegółowe informacje dotyczące kształtu, funkcji i aktywności 84 tysięcy neuronów znajdujących się w mysim mózgu. Te rozgałęzione struktury przesyłają informację poprzez ponad 500 milionów synaps do 200 tysięcy komórek mózgowych. Aby stworzyć mapę 3D, badacze pobrali niewielki fragment tkanki mózgu myszy. Na jego podstawie opracowano superprecyzyjną trójwymiarową mapę mózgu ssaka. Jak pisze CNN, praca ta jest efektem prawie dekady badań prowadzonych przez 150 naukowców z 22 instytucji kierowanych przez Allen Institute for Brain Science, Baylor College of Medicine i Princeton University.

- Ta trójwymiarowa mapa pokazuje, jak niesamowicie piękny jest mózg - powiedział doktor Forrest Collman z Allen Institute for Brain Science. - Samo spojrzenie na neurony pokazuje ich szczegółowość. Patrząc na nie, docenia się mózg, czuje się względem niego podziw. Na niektórych zdjęciach neurony wyglądają jak odległa galaktyka - dodał. Artykuł na ten temat został opublikowany 9 kwietnia na łamach "Nature".

Opracowana przez badaczy mapa stanowi zaledwie 1/500 pełnej objętości mózgu myszy. Zespół uzyskał aż 1,6 petabajta danych (petabajt jest jednostką miary pojemności pamięci lub danych równej 1024 terabajtom) - oszałamiającą ilość odpowiadającą 22 latom nieprzerwanego wideo HD, które projekt, znany jako program "The Machine Intelligence from Cortical Networks" (MICrONS), właśnie udostępnił publicznie.

Aby stworzyć mapę, naukowcy z Baylor College of Medicine w Houston użyli specjalistycznych mikroskopów do rejestrowania aktywności mózgu w jednym milimetrze sześciennym tkanki znajdującej się w korze wzrokowej myszy laboratoryjnej. Jest to obszar odpowiedzialny za tworzenie obrazu. Początkowo podczas badań mysz była przytomna i wizualnie stymulowana. Kiedy biegła, oglądała 10-sekundowe sceny z różnych filmów, w tym z "Matriksa". Puszczano jej też nagrania przedstawiające sporty ekstremalne. Następnie uśmiercono gryzonia. Naukowcy z Allen Institute for Brain Science pobrali ten sam milimetr sześcienny mózgu i pokroili go na ponad 28 tysięcy warstw. Każda z nich miała 1/400 szerokości ludzkiego włosa. Następnie wykonano zdjęcia każdego "plasterka" i stworzono kompozycję.

- Zajęło nam to około 12 dni i 12 nocy [...] - powiedział doktor Nuno Maçarico da Costa z Allen Institute for Brain Science.

Następnie zespół z Princeton University, za pomocą sztucznej inteligencji, prześledził kontury każdego z neuronów i je pokolorował. Tak powstał konektom mózgu myszy, czyli mapa połączeń nerwowych w mózgu. Konektom pokazuje, jak zorganizowane są określone części mózgu myszy i oferuje wgląd w to, jak różne typy komórek współpracują ze sobą.

Celem badaczy jest zmapowanie całego konektomu mózgu myszy w najbliższej przyszłości.

- W tej chwili nie jest to wykonalne, ale myślę, że wszyscy mają naprawdę jasne pomysły na to, jak mogliby przełamać te bariery. Mamy nadzieję, że za trzy lub cztery lata będziemy mogli powiedzieć, że tak, jest to możliwe- powiedział Collman w wywiadzie dla CNN. Dodał, że zmapowanie ludzkiego mózgu w podobnej rozdzielczości synaptycznej byłoby znacznie trudniejszym przedsięwzięciem. - Ludzki mózg jest o około 1500 razy większy niż mózg myszy, co niesie ze sobą cały szereg barier technicznych i etycznych - powiedział.