تهیه نقشه سه‌بعدی مغز توسط محققان گوگل و هاروارد

يک نقشه سه‌بعدي از يک ميليونيم قشر مغز با استفاده از ۲۲۵ ميليون تصوير و ۱.۴ پتابايت داده عظيم ايجاد شده است.

مغز انسان پيچيده‌ترين رايانه‌اي است که تاکنون وجود داشته است و نقشه‌برداري از پيچ و تاب مغز و انبوهي از نورون‌ها، سيناپس‌ها و سلول‌هاي ديگر تقريباً غيرممکن است. اما مهندسان گوگل و هاروارد نقشه سه‌بعدي قابل جستجويي از بخش کوچکي از قشر مغز انسان را در مجموعه داده‌اي موسوم به H01 ايجاد کرده‌اند.

تلاش‌هاي محققان در ايجاد اين نقشه يک گام رو به جلو در جهت ارتقاي مطالعات پيشين که سال گذشته انجام شد، محسوب مي‌شود. سال گذشته گوگل و مؤسسه پزشکي هاورد هيوز بزرگترين تصوير با کيفيت بالا از اتصال مغز يک مگس ميوه را منتشر کردند.

محققان با نمونه ۱ ميلي متر مکعبي گرفته شده از لوب گيجگاهي قشر مغز انسان کار خود را آغاز کردند. اين ماده براي شفافيت بصري رنگ آميزي شد و براي حفظ آن در رزين پوشانده شد و سپس به حدود ۵۳۰۰ قطعه که هر کدام ضخامت حدود ۳۰ نانومتر داشتند، برش داده شد. سپس از ميکروسکوپ الکتروني روبشي با رزولوشن ۴ نانومتر براي تصويربرداري آن استفاده شد. اين باعث ايجاد ۲۲۵ ميليون تصوير دو بعدي شد که پس از آن دوباره در يک حجم سه بعدي قرار گرفتند.

الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين براي شناسايي سلول‌ها و ساختارهاي مختلف درون نمونه را اسکن کردند. پس از چند بار عبور از سيستم‌هاي مختلف خودکار، چشم انسان برخي سلول‌ها را تصحيح کرد تا اطمينان حاصل کند که الگوريتم‌ها به درستي آنها را شناسايي کرده‌اند. نتيجه نهايي آن شد که گوگل آن را مجموعه داده H01 مي‌نامد و يکي از جامع‌ترين نقشه‌هاي مغز انسان است که تاکنون تهيه شده است. اين شامل ۵۰ هزار سلول و ۱۳۰ ميليون سيناپس و همچنين بخش‌هاي کوچکتري از سلول‌ها مانند آکسون‌ها، دندريت‌ها، ميلين و مژک‌ها است. اکنون مجموعه داده H01 به صورت آنلاين در دسترس است تا محققان و افراد علاقه‌مند آن را بررسي کنند.