迄今為止最復雜 谷歌和哈佛創建出3D大腦地圖
研究大腦的神經回路并非易事,因為目前還沒有每個神經元、突觸和其他可用細胞的可視圖。
但時代在變,據外媒報道,近日,來自谷歌和哈佛大學Lichtman實驗室的一組科學家共同努力,將部分大腦皮層的可瀏覽3D地圖創建到H01數據集中。
該團隊的努力是谷歌和霍華德·休斯醫學研究所2020年開展的工作向前邁出的一步,當時他們發表了果蠅大腦連接的高分辨率圖像。下一個合乎邏輯但很棘手的步驟是人類的大腦。
H01數據集基于人腦的一小部分,包括覆蓋大約一立方毫米腦組織的成像數據。
實際上,這是一項非常細致的工作。該數據集包括數萬個重建神經元,數百萬個神經元片段,1.3億個帶注釋的突觸,104個校正細胞,以及許多其他亞細胞注釋和結構——所有這些都可以在研究小組的Neuroglancer瀏覽器界面上隨意查看。
為了繪制地圖,科學家們解釋說,他們從人類大腦皮層的顳葉中提取了一個樣本。在染色和涂層之后,樣品被切成大約5300個30納米厚的薄片。這些切片用四納米分辨率的掃描電子顯微鏡成像。這一過程創建了2.25億張2D圖像,這些圖像被精心拼接在一起,創建了一個3D卷。
然后機器學習算法開始掃描3D樣本,以確定其不同的細胞和結構,最終形成H01數據集——世界上最全面的人類大腦地圖之一。
該項目最吸引人的部分之一是,整個數據集占用了高達1.4PB的存儲空間,這只是人類大腦的一小部分。
據了解,這項研究成果已被發表在bioRXiv上。