Průlomové 3D skenování lidského mozku vygenerovalo 1,4 petabajtu dat, což odpovídá 14 000 filmům ve 4K rozlišení

• Lidský mozek je stále velmi neprozkoumaný terén
• Intenzivně se ho snaží probádat odborníci z celého světa

Vědci zrekonstruovali nepatrný kousek lidského mozku až na úroveň jednotlivých synapsí. Milimetrový vzorek obsahoval neuvěřitelných 57 000 buněk, 230 milimetrů drobných cév a téměř 150 milionů synaptických spojení.

Nepřehlédněte: Popírá mozek zákony fyziky? Vědci zjistili, že má 11 dimenzí a funguje jako hrad z písku

Nejdetailnější sken lidského mozku

„Proces začal chirurgicky odebraným fragmentem mozkové tkáně ženě s epilepsií. Po chemické přípravě pro zvýšení kontrastu byl vzorek zalit do pryskyřice a rozřezán na ohromujících 5 000 řezů, z nichž každý měl tloušťku asi tisíciny lidského vlasu,“ píše server Tom’s Hardware.

Následně byl každý řez naskenován pomocí vysoce výkonného elektronového mikroskopu, čímž bylo získáno neuvěřitelných 1,4 petabajtu nezpracovaných dat. Tým společnosti Google poté použil model strojového učení k zarovnání a rekonstrukci všech 2D snímků do podrobné 3D datové sady.

Mapa obsahuje obraz lidského mozku s nejvyšším rozlišením, jaký byl kdy vytvořen, a pokrývá milimetr krychlový, což je miliontina velikosti celého mozku. Matematičtí šikulové ze serveru Tom’s Hardware již provedli několik početních úkonů, aby vypočítali, kolik dat by celá mapa lidského mozku spotřebovala a vyšlo jim 1,6 zettabajtu.

Nový model již přinesl nové poznatky o architektuře mozku na buněčné úrovni. Například počet gliových buněk, které podporují a izolují neurony, převažuje přibližně v poměru 2:1, přičemž nejčastějším typem jsou oligodendrocyty, které tvoří ochranný myelinový obal kolem axonů.

Každý neuron měl v průměru spojení s tisíci dalšími neurony. Tým však také identifikoval vzácné případy, kdy jednotlivé axony vytvořily více než 50 vysoce výkonných synaptických spojení s jedním neuronem, a také některé axony stočené do dlouhých, propletených „vírů“ z dosud nejasných důvodů.

Hodně toho stále nevíme, přiznávají vědci

Vzhledem k tomu, že vzorek pocházel od pacienta s epilepsií, mohly by některé z těchto podivných struktur souviset spíše s touto nemocí než s anatomií mozku zdravého člověka.

„V tomto souboru dat jsme našli mnoho věcí, které nejsou v učebnicích,“ řekl Jeff Lichtman, profesor molekulární a buněčné biologie na Harvardu. „Těmto věcem nerozumíme, ale mohu vám říci, že naznačují, že existuje propast mezi tím, co již víme, a tím, co potřebujeme vědět.“

Bez ohledu na to má celý projekt velký potenciál rozšířit naše znalosti o neuvěřitelné architektonické složitosti mozku v buněčném měřítku.

Zdroj náhledové fotografie: geralt / Pixabay, zdroj: Tom’s Hardware