Naukowcy przeprowadzili bezprecedensowo głębokie skanowanie najmniejszej części ludzkiego mózgu, wykorzystując mikroskopię elektronową i sztuczną inteligencję do mapowania neuronów i ich połączeń.
Neurokartografia mózgu
Zakres badania
Uzyskanie pełnych danych na temat milimetra sześciennego ludzkiego mózgu 1,4 petabajta miejsca było wymagane do przechowywania wyłącznie informacji wizualnych o próbce. Naukowcy z Harvardu i eksperci AI w Google przeprowadzili dogłębne mapowanie neuronów. Gdyby rozszerzyli eksperyment na cały mózg, zajęłoby to 1,6 zettabajta pamięci, koszt niezbędnych dysków wyniósłby 50 miliardów dolarów, a centrum danych zajmowałoby powierzchnię 57 hektarów.
Metodologia
Aby zwizualizować strukturę mózgu, badacze musieli skorzystać z technologii uczenia maszynowego Google. Najpierw próbkę pocięto na 5000 cienkich płytek. Następnie wykonano zdjęcia każdej sekcji z mikroskopu elektronowego i połączono je, aby odsłonić około 57 000 komórek i 150 milionów synaps. Do łączenia obrazów i wyraźnego wyświetlania włókien i komórek wykorzystano algorytmy przetwarzania obrazu Google AI.
Odkrycia i wnioski
Uzyskane dane wizualne ujawniły wiele tajemnic struktury mózgu. Niektóre skupiska komórek rosły jak odbicia lustrzane, jeden neuron miał ponad 5000 połączeń z innymi, a poszczególne aksony z nieznanych powodów zwijały się ciasno w kulki. Te i inne znaleziska bardzo zainteresowały naukowców.
„W tym zbiorze danych znaleźliśmy wiele rzeczy, których nie było w podręcznikach. Nie rozumiemy istoty takich zjawisk, ale wskazuje to na ogromną lukę między tym, co już wiemy, a tym, czego musimy się jeszcze nauczyć” – komentuje profesor Harvardu Jeff Lichtman.
Ludzki mózg jest niezwykle gęsty i ma bardzo złożoną strukturę; jego pełne mapowanie przy użyciu takich metod byłoby niezwykle kosztowne, czasochłonne i mało prawdopodobne, aby było wykonalne. Nawet w przypadku map naukowcy muszą pracować przez wiele lat, aby rozszyfrować zaledwie jedną milionową danych. Badanie opublikowano w czasopiśmie Science.
Słowniczek
- Uniwersytet Harvarda to prestiżowa prywatna uczelnia w USA, jeden z najstarszych i wiodących ośrodków naukowych na świecie.
- Google to amerykańska firma technologiczna specjalizująca się w usługach i produktach internetowych opartych na sztucznej inteligencji.
- AI (sztuczna inteligencja) to zdolność systemów komputerowych do wykonywania funkcji zwykle kojarzonych z ludzką inteligencją.
Linki
Odpowiedzi na pytania
Ile pamięci było potrzebne do przechowywania danych z pełnego skanu próbki ludzkiego mózgu o objętości 1 mm sześciennego?
Które organizacje przeprowadziły szczegółowe badania nad mapowaniem neuronowym?
Jakie zasoby byłyby potrzebne, aby rozszerzyć eksperyment na cały ludzki mózg?
W jaki sposób naukowcy uzyskali obrazy ludzkiego mózgu i jakiej technologii użyli?
Jakie nowe odkrycia dokonano w wyniku tych badań?
Hashtagi
Zapisz link do tego artykulu
Dyskusja na ten temat – Rewolucja w mapowaniu neuronowym: badacze z Harvardu i Google stworzyli gigantyczną trójwymiarową mapę ludzkiego mózgu
Łącząc siły, naukowcy z Harvardu i eksperci AI z Google byli w stanie stworzyć niezwykle szczegółową mapę 3D fragmentu ludzkiego mózgu o powierzchni 1 metra sześciennego. mm. Dane ze skanowania zajmowały 1,4 petabajta pamięci, co otwiera nowe horyzonty w badaniu połączeń neuronowych i funkcjonowania mózgu.
Najnowsze komentarze
8 komentarzy
Napisz komentarz
Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są zaznaczone *
ВасилийМ
Hej, to niesamowite odkrycie w neurobiologii! Możemy teraz badać mózg z niesamowitą szczegółowością, co wcześniej było niemożliwe. 🔬 Zastanawiam się, jak ta wiedza wpłynie na dalszy rozwój nauki i medycyny?
АннаФ
Zgadzam się, to naprawdę rewolucja! 💡 Mapowanie mózgu w ten sposób daje nam niespotykaną dotąd możliwość zrozumienia, jak funkcjonuje on na poziomie komórkowym. Jestem pewien, że doprowadzi to do fascynujących odkryć w dziedzinie neurologii i chorób mózgu.
ЮрийМ
Ale koszty takich badań są kolosalne! Mówią, że całkowite zmapowanie całego mózgu będzie kosztować ponad 50 miliardów dolarów. 💰 Czy gra jest warta świeczki? A może lepiej te pieniądze przeznaczyć na potrzeby społeczne?
ЗинаидаФ
Jurij, rozumiem Twój punkt widzenia, ale uważam, że rozwój nauki to inwestycja w przyszłość ludzkości. 🌍Dzięki takim badaniom będziemy mogli lepiej zrozumieć zasady funkcjonowania mózgu i znaleźć nowe metody leczenia chorób neurologicznych. Na dłuższą metę to się bardzo opłaci.
ГригорийМ
Kochani, pamiętajcie, że to dopiero początek! 🚀 Mapowanie to jedno, ale zrozumienie, jak to wszystko działa, to zupełnie inne zadanie. Odszyfrowanie tych danych będzie wymagało żmudnej pracy, co może zająć dziesięciolecia. Wierzę jednak, że pewnego dnia rozwiążemy zagadkę ludzkiego mózgu! 🧠
ГригорийГ
Hmm, kolejna modna strata pieniędzy i czasu... 🙄 Po co nam wiedzieć, jak działa mózg w najdrobniejszych szczegółach? Ludzie żyli przez tysiące lat bez tej wiedzy i radzili sobie świetnie. Byłoby lepiej, gdyby te środki zostały zainwestowane w coś naprawdę pożytecznego. A to tylko marnotrawstwo wysiłków naukowców. 😒
КсенияФ
Grzegorz, nie mogę się z Tobą zgodzić! 💢Badania podstawowe są niezwykle ważne dla rozwoju wiedzy naukowej. Wiele wielkich odkryć w historii zaczęło się jako „bezużyteczne” eksperymenty. Mapowanie mózgu pozwoli nam odkryć tajemnice ludzkiej świadomości i procesów poznawczych. To niezwykle ekscytująca i obiecująca dziedzina!
ИванМ
Zgadzam się, choć proces jest bardzo kosztowny, potencjał neuronauki jest po prostu ogromny. 🧠💰 Jestem pewien, że inwestycje w tym kierunku zaprocentują w obszarze sztucznej inteligencji, medycyny, edukacji i innych branż. Myślę, że za kilka dekad będziemy zaskoczeni, jak głęboko możemy zajrzeć w funkcjonowanie mózgu dzięki takim badaniom! 🔥