Naukowcy z Google oraz bioinżynierowie z Uniwersytetu Harvarda stworzyli najdokładniejszy jak dotąd obraz kawałka ludzkiego mózgu, a dokładniej – kory mózgowej. Trójwymiarowa mapa zawiera ok. 50 tysięcy komórek oraz 130 milionów synaps. I tak, to właśnie tytułowa 1/1 000 000 część naszego mózgu.

Przygotowanie takiej mapy okazało się zadaniem niezwykle skomplikowanym i to biorąc pod uwagę fakt, że część roboty wykonała tutaj sztuczna inteligencja oraz superkomputer. Żeby wykonać tak dokładny, trójwymiarowy model niewielkiego ułamka naszego mózgu superkomputer musiał przeanalizować 225 milionów płaskich obrazów, które ostatecznie zostały połączone w trójwymiarową mapę. Łącznie superkomputer przetworzył ok. 1,4 petabajta danych.

1400 TB to sporo, tym bardziej, że mówimy tutaj głównie o obrazach 2D. No właśnie – skąd wzięto ponad 200 milionów zdjęć tak niewielkiego wycinka mózgu? Ten etap wydaje się najbardziej skomplikowany i na swój sposób niezwykły. Naukowcy otrzymali je krojąc próbkę uzyskaną z płata skroniowego kory mózgowej na 5300 plastrów o grubości 30 nm każdy. Później zostały one sfotografowane za pomocą mikroskopu elektronowego rejestrującego w rozdzielczości nawet 4 nm. Jeżeli myślicie jednak, że wystarczyło teraz tylko przepuścić uzyskane zdjęcia przez komputer, to macie tylko część racji.

Fragment mapy 3D pokazującej wyselekcjonowane synapsy

Żeby sztuczna inteligencja była w stanie uzyskać wiarygodny obraz badanego wycinka, musiała przeskanować wszystkie obrazy parokrotnie. Algorytmy uczenia maszynowego musiały „nauczyć się” poprawnego wyglądu komórek i połączeń pomiędzy nimi, aby efekt końcowy był jak najwierniejszy rzeczywistości. Po każdym takim „przepuszczeniu” naukowcy musieli na własne oczy sprawdzić, czy komórki zostały zidentyfikowane i odwzorowane poprawnie, czy też nie.

Miliony gigabajtów danych potrzebne były do odwzorowania mapy wyłącznie jednej milionowej części naszego mózgu. To pokazuje, jak bardzo skomplikowany organ chroni nasza czaszka. Model 3D z czasem będzie dalej skalowany, dzięki czemu będzie można wykorzystywać go do dalszych badań nad tajemnicami, które kryje nasz mózg.

 

Źródło: syfy.com, H01

Fot. tytułowe: pixabay.com