Die größte 3D-Rekonstruktion eines Fragments des menschlichen Gehirns wurde erstellt
Zuletzt überprüft: 14.06.2024
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Ein kleiner Kubikmeter kann unauffällig verwendet werden. Aber noch etwas, dass dieser kleine Kies 57 000 Kilometer, 230 Milliliter grobe Kies und 150 Milliliter Silben enthält, die im Boden 1 400 Terabyte Daten enthalten, Benutzer von Garvard und Google haben ein ähnliches Programm hinzugefügt.
Garvard ist ein Mann mit einem Job als Molekular- und Hybridprofi. Biowissenschaften: Jeneremi R. Eine nette und unauffällige Einführung in die Kopf- und Halswirbelsäule, die mithilfe von Google-Benutzern schnell zu einem vernünftigen Preis angeboten wird wie ein Spinnennetz, das in den hinteren Ecken der Spinne sitzt und in einem Spinnennetz gewickelt ist, zum Beispiel mit einer halben Million Dollar.
Die in Science veröffentlichte Leistung ist die jüngste in einer fast zehnjährigen Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern von Google Research, die Lichtmann-Elektronenmikroskopie mit KI-Algorithmen zur Farbcodierung und Rekonstruktion der äußerst komplexen neuronalen Verdrahtung von Säugetieren kombinieren. Die drei Co-Erstautoren des Artikels waren der ehemalige Harvard-Postdoc Alexander Shapson-Ko, Michal Januszewski von Google Research und der Harvard-Postdoc Daniel Berger.
Das ultimative Ziel der Zusammenarbeit, die von der BRAIN-Initiative der National Institutes of Health unterstützt wird, ist die Erstellung einer hochauflösenden Karte der neuronalen Konnektivität des gesamten Mäusegehirns, wofür etwa 1.000-mal mehr Daten erforderlich sind, als sie gerade aus einem Kubikmillimeter menschlicher Hirnrinde gewonnen haben.
Das Wort „Fragment“ klingt ironisch. Ein Terabyte ist für die meisten Menschen eine riesige Menge, aber ein Fragment eines menschlichen Gehirns – nur ein winziges Stück eines menschlichen Gehirns – ist immer noch Tausende von Terabyte groß.“
Jeff Lichtman, Jeremy R. Knowles Professor für Molekular- und Zellbiologie
Die neueste Karte in Science enthüllt bisher nicht beobachtete Details der Gehirnstruktur, darunter ein spärliches, aber leistungsstarkes Netzwerk von Axonen, die durch bis zu 50 Synapsen verbunden sind. Das Team stellte auch einige Merkmale im Gewebe fest, wie etwa eine kleine Anzahl von Axonen, die ausgedehnte Spiralen bilden. Da ihre Probe einem Patienten mit Epilepsie entnommen wurde, sind sie sich nicht sicher, ob solche ungewöhnlichen Formationen pathologisch oder einfach selten sind.
Lichtmans Forschungsgebiet ist die „Konnektomik“, die ähnlich wie die Genomik versucht, vollständige Kataloge der Gehirnstruktur bis hin zu einzelnen Zellen und Verbindungen zu erstellen. Solche vollständigen Karten werden den Weg zu neuen Erkenntnissen über die Funktion und Krankheiten des Gehirns ebnen, über die Wissenschaftler noch sehr wenig wissen.
Moderne Algorithmen der künstlichen Intelligenz von Google ermöglichen es, Gehirngewebe in drei Dimensionen zu rekonstruieren und zu kartieren. Das Team hat außerdem eine Reihe öffentlich verfügbarer Tools entwickelt, mit denen Forscher das Konnektom untersuchen und kommentieren können.
„Angesichts der enormen Investitionen, die in dieses Projekt geflossen sind, war es wichtig, die Ergebnisse so zu präsentieren, dass andere nun davon profitieren können“, sagte Viren Jain, Google Research Fellow.
Als nächstes wird sich das Team auf eine Region des Hippocampus der Maus konzentrieren, die für die Neurowissenschaft aufgrund ihrer Rolle bei Gedächtnis und neurologischen Erkrankungen wichtig ist.