Кубический миллиметр мозга
Перед вами фрагмент подробнейшей трехмерной модели коры человеческого мозга. В образце длиной 3 мм видны отдельные возбуждающие нейроны (их толщина в поперечнике составляет от 15 до 30 микрометра) и связи между ними. Эту крупнейшую на сегодняшний день 3D-реконструкцию кубического миллиметра человеческого мозга, проходящую через все основные шесть слоев, создали ученые из Гарвардского университета совместно с командой из Google.
Фрагмент коры был взят во время операции у 45-летней пациентки с лекарственно-устойчивой эпилепсией. Ей удалили участок медиальной височной доли, содержащей эпилептический очаг, а также фрагмент непораженной левой передней височной доли. Этот непораженный фрагмент размером 2,5 на 0,8 см с помощью высокоточного микротома разрезали на образцы толщиной 300 микрометров. Каждый образец окрасили и поместили в специальный раствор. И уже из одного такого образца был взят фрагмент объемом 1 мм3. Из него получили примерно 5300 срезов толщиной около 30 нанометров каждый.
Срезы визуализировали с помощью электронного микроскопа с разрешением до 4 нм. Процесс занял целых 326 дней! В результате было создано 225 миллионов двумерных изображений, которые затем были объединены в трехмерное. С помощью машинного обучения были идентифицированы различные клетки и структуры. И обнаружили необычные нейроны и редкие мультисинаптические связи между нейронами.
Полученная карта содержит более 57 000 клеток, миллионы фрагментов нейронов, более 150 миллионов синапсов и занимает 1,4 петабайта памяти, хотя исследованный учеными образец составляет всего одну миллионную часть объема всего человеческого мозга. Карта опубликована в открытом доступе, поэтому каждый может совершить путешествие вглубь этого крошечного участка височной коры.
elementy.ru
