Ein beispiellos tiefer Scan des kleinsten Teils des menschlichen Gehirns wurde von Wissenschaftlern mithilfe von Elektronenmikroskopie und künstlicher Intelligenz durchgeführt, um Neuronen und ihre Verbindungen zu kartieren.
Neurokartographie des Gehirns
Umfang der Studie
Um vollständige Daten über einen Kubikmillimeter des menschlichen Gehirns zu erhalten Es wurden 1,4 Petabyte Speicherplatz benötigt, um nur visuelle Informationen über die Probe zu speichern. Wissenschaftler aus Harvard und KI-Experten von Google führten eine detaillierte Kartierung von Neuronen durch. Wenn sie das Experiment auf das gesamte Gehirn ausdehnen würden, wären 1,6 Zettabyte Speicher erforderlich, die Kosten für die erforderlichen Laufwerke würden 50 Milliarden US-Dollar betragen und das Rechenzentrum würde 57 Hektar umfassen.
Methodik
Um die Struktur des Gehirns zu visualisieren, mussten Forscher Google-Technologien für maschinelles Lernen nutzen. Zunächst wurde die Probe in 5.000 dünne Platten geschnitten. Anschließend wurden von jedem Abschnitt elektronenmikroskopische Bilder aufgenommen und kombiniert, um etwa 57.000 Zellen und 150 Millionen Synapsen freizulegen. Mithilfe von Google AI-Bildverarbeitungsalgorithmen wurden Bilder kombiniert und Fasern und Zellen klar dargestellt.
Entdeckungen und Schlussfolgerungen
Die erhaltenen visuellen Daten enthüllten viele Geheimnisse der Gehirnstruktur. Einige Zellhaufen wuchsen wie Spiegelbilder, ein Neuron hatte über 5.000 Verbindungen zu anderen und einzelne Axone rollten sich aus unbekannten Gründen eng zu Kugeln zusammen. Diese und andere Funde interessierten Wissenschaftler sehr.
„Wir haben in diesem Datensatz viele Dinge gefunden, die nicht in den Lehrbüchern enthalten waren. Wir verstehen das Wesen solcher Phänomene nicht, aber es zeigt eine große Lücke zwischen dem, was wir bereits wissen, und dem, was wir noch lernen müssen“, kommentierte Harvard-Professor Jeff Lichtman.
Das menschliche Gehirn ist unglaublich dicht und sehr komplex in seiner Struktur; seine vollständige Abbildung wäre mit solchen Methoden äußerst kostspielig, zeitaufwändig und unwahrscheinlich. Selbst mit Karten müssen Wissenschaftler jahrelang arbeiten, um nur ein Millionstel der Daten zu entschlüsseln. Die Studie wurde in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Glossar
- Die Harvard University ist eine renommierte Privatuniversität in den USA, eines der ältesten und führenden wissenschaftlichen Zentren der Welt.
- Google ist ein amerikanisches Technologieunternehmen, das sich auf Internetdienste und -produkte auf Basis künstlicher Intelligenz spezialisiert hat.
- KI (künstliche Intelligenz) ist die Fähigkeit von Computersystemen, Funktionen auszuführen, die normalerweise mit menschlicher Intelligenz verbunden sind.
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Antworten auf Fragen
Wie viel Speicher war erforderlich, um Daten aus einem vollständigen Scan einer 1 Kubikmillimeter großen Probe eines menschlichen Gehirns zu speichern?
Welche Organisationen haben tiefgreifende Forschung zur neuronalen Kartierung durchgeführt?
Welche Ressourcen wären erforderlich, um das Experiment auf das gesamte menschliche Gehirn auszudehnen?
Wie kamen Wissenschaftler zu Bildern des menschlichen Gehirns und welche Technologie verwendeten sie?
Welche neuen Entdeckungen wurden aus dieser Forschung gemacht?
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Diskussion über das Thema – Eine Revolution in der neuronalen Kartierung: Forscher von Harvard und Google haben eine riesige 3D-Karte des menschlichen Gehirns erstellt
Durch die Zusammenarbeit konnten Wissenschaftler aus Harvard und KI-Experten von Google eine beispiellos detaillierte 3D-Karte eines 1 Kubikmeter großen Abschnitts des menschlichen Gehirns erstellen. mm. Die Scandaten beanspruchten 1,4 Petabyte Speicher, was neue Horizonte bei der Erforschung neuronaler Verbindungen und der Gehirnfunktion eröffnet.
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8 Kommentare
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ВасилийМ
Hey, das ist eine erstaunliche Entdeckung in der Neurowissenschaft! Wir können das Gehirn jetzt in unglaublichen Details untersuchen, was vorher unmöglich war. 🔬 Ich frage mich, wie sich dieses Wissen auf die weitere Entwicklung von Wissenschaft und Medizin auswirken wird?
АннаФ
Ich stimme zu, das ist wirklich revolutionär! 💡 Die Kartierung des Gehirns auf diese Weise bietet uns eine beispiellose Möglichkeit zu verstehen, wie es auf zellulärer Ebene funktioniert. Ich bin zuversichtlich, dass dies zu spannenden Entdeckungen auf dem Gebiet der Neurowissenschaften und Hirnerkrankungen führen wird.
ЮрийМ
Aber die Kosten einer solchen Forschung sind enorm! Sie sagen, dass die vollständige Kartierung des gesamten Gehirns mehr als 50 Milliarden US-Dollar kosten wird. 💰 Ist das Spiel die Kerze wert? Oder ist es besser, dieses Geld für soziale Zwecke auszugeben?
ЗинаидаФ
Yuri, ich verstehe Ihren Standpunkt, aber ich glaube, dass die Entwicklung der Wissenschaft eine Investition in die Zukunft der Menschheit ist. 🌍 Dank dieser Forschung werden wir in der Lage sein, die Prinzipien der Gehirnfunktion besser zu verstehen und neue Methoden zur Behandlung neurologischer Erkrankungen zu finden. Auf lange Sicht wird sich das durchaus auszahlen.
ГригорийМ
Leute, denkt daran, dass dies erst der Anfang ist! 🚀 Mapping ist eine Sache, aber zu verstehen, wie das alles funktioniert, ist eine ganz andere Aufgabe. Die Entschlüsselung dieser Daten wird mühsam sein und Jahrzehnte dauern können. Aber ich glaube, dass wir eines Tages das Rätsel des menschlichen Gehirns lösen werden! 🧠
ГригорийГ
Hmm, eine weitere modische Geld- und Zeitverschwendung ... 🙄 Warum müssen wir bis ins kleinste Detail wissen, wie das Gehirn funktioniert? Die Menschen lebten Tausende von Jahren ohne dieses Wissen und kamen gut zurecht. Es wäre besser, wenn diese Ressourcen in etwas wirklich Nützliches investiert würden. Und das ist nur eine Verschwendung der Bemühungen der Wissenschaftler. 😒
КсенияФ
Gregory, ich kann dir nicht zustimmen! 💢 Grundlagenforschung ist für den Fortschritt wissenschaftlicher Erkenntnisse äußerst wichtig. Viele große Entdeckungen in der Geschichte begannen als „nutzlose“ Experimente. Brain Mapping wird es uns ermöglichen, die Geheimnisse des menschlichen Bewusstseins und der kognitiven Prozesse zu entschlüsseln. Das ist ein unglaublich spannendes und vielversprechendes Feld!
ИванМ
Ich stimme zu, obwohl das Verfahren sehr teuer ist, ist das Potenzial der Neurowissenschaften einfach enorm. 🧠💰 Ich bin sicher, dass sich Investitionen in diese Richtung im Bereich künstliche Intelligenz, Medizin, Bildung und anderen Branchen auszahlen werden. Ich denke, in ein paar Jahrzehnten werden wir erstaunt sein, wie tief wir dank Forschung wie dieser in die Funktionsweise des Gehirns blicken können! 🔥