七天 白虎 谷歌和哈佛公布了有史以来最详备的东谈主脑舆图
谷歌和哈佛公布了有史以来最详备的东谈主脑舆图 雅格布·普里斯科 CNN记者雅格布·普里斯科报谈 6分钟阅读 发布于好意思国东部时候2024年5月15日星期三下昼3:23七天 白虎
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这张图片露馅了一个东谈主类神经元（白色）和与其衔接的其他神经元的统共轴突。蓝色线是约束性轴突，而绿色线是昂然性轴突。神经元是神经系统的细胞构成部分。谷歌接续和李奇曼本质室/哈佛大学 注册好意思国有线电视新闻网的名胜表面科学通信。探索寰球，了解深嗜的发现、科学逾越等新闻。 好意思国有线电视新闻网 — 10年前，哈佛大学分子和细胞生物学讲明杰夫·李奇曼博士在他的本质室里收到了一小块大脑样本。 天然很小，但1立方毫米的组织足以包含57，000个细胞、230毫米的血管和1.5亿个突触。 他说:“它还不到一粒米，但咱们运转切开它看一看，它果真很好意思。”“但当咱们积贮数据时，我意志到咱们依然远远超出了咱们的处明智力。” 最终，李奇曼和他的团队从样本中获取了1400万亿字节的数据——梗概至极于10亿多本书的内容。当今，历程本质室团队与谷歌科学家十年的密切联接，这些数据依然变成了有史以来最详备的东谈主脑样腹舆图。 3亿张图片 大脑样蓝本自别称患有严重癫痫的患者。李奇曼说，这是表率要领，切除一小部分大脑来约束癫痫发作，然后不雅察组织以确保畴昔。“但这是匿名的，是以我对病东谈主简直一无所知，除了他们的年齿和性别，”他说。 为了分析样本，李奇曼和他的团队率先用一把刀刃由钻石制成的刀将其切成薄片。然后将切片镶嵌硬树脂中，再切成相等薄的薄片。“梗概30纳米，或者梗概是东谈主类头发厚度的1000分之一。他们实质上是看不见的，若是不是因为咱们用重金属对他们进行了染色，这使得他们在进行电子成像时是可见的，”他说。 该团队最终获取了数千个切片，这些切片用定制的胶带汇集起来，酿成了一种电影胶片:“若是你给这些切片中的每一个都拍一张像片，并将这些像片对都，你就会得到一个微不雅层面的三维大脑。”图片
上头的3D图像露馅了昂然性神经元字据其距离大脑名义的深度而着色。蓝色神经元是最接近名义的神经元，紫红色秀美最内层。谷歌接续和李奇曼本质室/哈佛大学 这时接续东谈主员意志到他们需要数据方面的匡助，因为生成的图像将占用多数存储空间。 李奇曼知谈谷歌正在制作果蝇大脑的数字舆图，于2019年发布，并领有合乎这项使命的计较机硬件。他与谷歌从事果蝇形式的高等接续科学家维伦·贾恩取得了有关。 贾恩说:“（哈佛大学的数据中）有3亿张零丁的图像。“之是以有这样多数据，是因为你在以相等高的辨别率成像，这是单个突触的水平。只是在这一小块脑组织样本中就有1.5亿个突触。” 为了浮现这些图像，谷歌的科学家们使用了基于东谈主工智能的处理和分析，细目了每张像片中的细胞类型以及它们是如何贯串的。效用是一个交互式的脑组织3D模子，这是迄今章程东谈主类大脑结构辨别率下最大的数据集。谷歌将其动作“Neuroglancer”在网上发布，同期在《科学》杂志上发表了一项接续，Lichtman和Jain是合著者之一。浮现大脑 哈佛大学和谷歌团队的联接产生了彩色图像，使各个构成部分愈加可见，但它们是组织的真实代表。 “脸色统统是削弱的，”贾恩解释说，“但除此以外，这里莫得太多的艺术许可。这一切的重心是，咱们莫得假造——这些是真实的神经元，存在于这个大脑中的真实的电线，咱们只是让生物学家不错不祥地不雅察和接续。” 这些数据包含了一些惊喜。举例，不是酿成单一贯串，而是成对的神经元有杰出50个。“这有点像一个街区的两栋屋子有50条零丁的电话线贯串在一齐。那里发生了什么事？为什么它们有关如斯空洞？咱们还不知谈这种安谧的功能或意旨是什么，咱们将不得不进一步接续它，”他说。 字据李奇曼的说法，最终，在这种细节水平上不雅察大脑不错匡助接续东谈主员浮现未措置的医知识题。 “浮现咱们的大脑意味着什么？咱们能作念的最佳的事情即是形容它，并但愿从这些形容中获取一种相识七天 白虎，举例，对于畴昔大脑与叨唠大脑的不同，在成东谈主精神疾病或自闭症谱系等发育难受中，这种比拟将相等有价值，”他说。“最终，它会让咱们对问题有所了解，在大多数情况下，咱们仍然一无所知。” Lichtman还以为，该数据集可能充满了其他惊东谈主的细节，由于其界限，还莫得被发现:“这即是为什么咱们在网上共享它，是以任何东谈主都不错搜检它并找到东西，”他补充说七天 白虎。
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单个神经元(白色)露馅有5600个轴突(蓝色)与之衔接。进行这些贯串的突触以绿色露馅。神经元的胞体(中央中枢)直径约为14微米。谷歌接续和李奇曼本质室/哈佛大学 接下来，该形式背后的团队旨在创建一张老鼠大脑的完整舆图，这将需要东谈主类大脑样本数据量的500至1000倍。 “这将意味着1eb，也即是1,000，”Lichtman说。“许多东谈主都在资意象考咱们将如何作念到这少量，咱们正处于五年原则考据的第一年。我以为这将是神经科学的一个分水岭，领有一个完整的哺乳动物大脑的接线图；它会回复好多好多问题。天然，它会揭示更多的问题，一些咱们莫得料猜测的事情。” 绘画统共这个词东谈主类大脑的舆图怎么样？李奇曼解释说，这将是另一个1000倍，这意味着数据将达到1泽字节。字据想科的数据，2016年，这是全年互联网流量的界限。李奇曼说，面前，不仅很难存储这样多数据，况且也莫得伦理上可给与的顺序来获取原始的、保存完整的东谈主脑。
开辟新天地 合并领域中莫得参与这项使命的接续东谈主员在给与CNN采访时抒发了他们的柔和。 “这项接续很棒，从这样的数据中不错学到好多东西，”南加州大学凯克医学院生理学和神经科学助理讲明迈克尔·比恩科夫斯基说。 “咱们以为咱们对东谈主脑的了解大部分是从动物身上预计出来的，但像这样的接续对于揭示什么真实使咱们成为东谈主类至关庞大。Bienkowski说:“由于神经元和其他脑细胞的密度和复杂性，可视化神经元和其他脑细胞如实具有挑战性，况且刻下的数据集莫得捕捉到更遥远的有关。” “这些输入来孤高脑的哪些其他区域，一朝输出离开该区域，它们会去那儿？然而看到统共这些不同的细胞类型和它们的相互作用是令东谈主难以置信的，让你观赏拓荒生计给咱们带来的极品，”他补充说。 加州斯坦福大学眼科讲明安德烈亚斯·托利亚斯暗示快乐。“这是一项了不得的本事接续，以高辨别率重建了东谈主类大脑皮层的结构，”他说。“我对大致酿成多达50个突触的忽视轴突的发现感到零散昂然。这一发现相等深嗜，并建议了对于它们的计较扮装的庞大问题。”
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一幅渲染图以不同进程的放大和歪斜露馅了大脑样本的一部分中的统共昂然性(锥体)神经元。它们是按大小着色的；细胞的胞体(中央中枢)直径为15至30微米。d .伯杰/哈佛大学 字据神经科学家奥拉夫·斯博恩斯的说法，脑成像形式为将来的接续洞开了大门。 “每个东谈主的大脑都是由数十亿个神经细胞构成的巨大汇集，”印第安纳大学情态学和脑科学隆起讲明斯博恩斯说。“这个汇集允许细胞以相等特定的模式进行同样，这些模式是驰念、想维和活动的基础。绘画这个汇集，即东谈主类贯串体，对于弄了了大脑如何使命至关庞大，”他补充说，并指出这项接续为这一庞大缱绻开辟了新的领域，并为探索和发现提供了令东谈主昂然的新契机。
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