создайте профиль
Весь человеческий мозг на 3D-карте
Международная группа нейробиологов вскрыла и проанализировала мозг 65-летней женщины, чтобы создать самую подробную на сегодняшний день карту человеческого мозга
На карте, названной BigBrain, показана организация нейронов с микроскопической точностью, благодаря которой возможно уточнить или даже пересмотреть структуру некоторых областей мозга.
"Качество этих карт аналогично точности картографов семнадцатого века", - рассказал Дэвид Ван Эссен, нейробиолог из Университета Вашингтона в Сент-Луисе. Он уверен, что новый набор анатомических ориентиров позволит исследователям объединить знания о различных частях мозга (таких как экспрессия генов, нейроанатомия и нейронная активность).
Мозг состоит из гетерогенной сети нейронов различных размеров и форм (от треугольных до круглых), "упакованных" с разной степенью плотности. BigBrain показывает различия в распределении нейронов, которые, как полагают, связаны с функциями той или иной его области.
Карта составлена на основе 7400 срезов, каждый из которых тоньше человеческого волоса. Чтобы зафиксировать изображения всех частей мозга под микроскопом потребовалось 1000 часов, 1 триллион байт и суперкомпьютеры в Канаде и Германии, которые комбинировали изображения, создавая трехмерный объект. В результате были созданы карты разрешением в 20 мкм, что в 50 раз точнее, чем стандартное разрешение карт (1 мм), основанных на сканировании целого мозга.
Примечание: картинка слева не имеет непосредственного отношения к подготовке карты мозга, оригинальный процесс изображен здесь
Главный научный сотрудник Института исследований мозга Аллена в Сиэтле Кристоф Кох подтвердил, что "карты действительно очень высокого качества".
Институт Аллена использует собственный атлас человеческого мозга, который показывает структурные данные с более низким разрешения, чем в BigBrain, но включает в себя обширные аннотации и генетические карты.
Карта как отправная точка
BigBrain является частью Human Brain Project, 10-летнего европейского проекта стоимостью € 1 млрд по созданию компьютерной модели человеческого мозга. «Знание всех особенностей нейронных кластеров может помочь построить максимально реалистичную модель», - говорит ведущий автор Катрин Амунтс, нейробиолог из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе.
Компьютерный толчок
Когда проект BigBrain стартовал в 2003 году, передовые технологии могли позволить исследователям сканировать части человеческого мозга с разрешением в один микрон. Но такое высокое разрешение требовало порядка 20 000 триллионов байт. Даже для современных компьютеров это задачка не из простых.
Шон Хилл, исполнительный директор Международного фонда нейроинформатики в Стокгольме, заметил, что проблема обработки и анализа такого рода данных уже не первый раз наталкивается на несовершенство вычислительной техники, поэтому развитие информационных технологий автоматически приведет нас к ещё более удивительным открытиям.
