Учёные создали самую детальную карту мозга на основе его кусочка размером с кунжутное семечко. С помощью карты они надеются подробнее описать мозг и разгадать его загадки.
Карта составлена на основе крошечного образца мозга, который содержал тысячи нейронов
Кусочек мозга, или образец, был получен от 45-летней женщины во время операции, которая проводилась в рамках её эпилептического расстройства. Образец был взят из коры головного мозга – слоя, который ответственен за высшие психические функции. Образец получился всего лишь размером с кунжутное семечко, а это миллионная доля мозга. Однако такой кроха содержал 50 тысяч нейронов и 130 миллионов связей между ними! Представьте, как компактен наш мозг.
Сразу после того, как образец был получен, учёные сделали всё, чтобы сохранить его. Они также окрасили образец тяжёлыми металлами, чтобы выявить клеточные структуры. Полученный образец был разрезан на 5 000 мельчайших слоёв. Каждый слой учёные исследовали при помощи микроскопа.
Компьютерные программы «сшили» полученные от микроскопа слои в одно изображение, которое далее было проанализировано при помощи искусственного интеллекта. Таким образом, на основе образца была построена карта мозга. Над её созданием трудились учёные из Гарвардского университета, из Гугла и многих других организаций.
Учёные приступили к изучению карты. Они не знаю, чего ожидать, но уже сегодня видят удивительные вещи
Учёные надеются, что карта – это остров сокровищ, который содержит много драгоценностей. Некоторые «фантастические интересности» уже проглядываются.
Одна любопытная история касается синапсов нейронов. Нейрон – это клетка мозга. Нейроны отправляют сообщения к другим нейронам через аксоны. Информация от аксонов отправляется к дендритам другой нейронной клетки. На концах аксонов и дендритов находятся синапсы, через которые эта информация и передаётся.
Обычно, аксоны нейрона, отправляющие «сообщения», касаются дендрита принимающей сообщения клетки всего раз. Действительно, в новых данных 90% контактов были одиночными. Но некоторые пары нейронов обладали большим числом синаптических связей. Даже была обнаружена пара нейронов, соединённая 19 синапсами. Множественные связи были обнаружены и в мозге мыши и мухи, но их было не так много, как у человека.
Новая база данных даёт представление о том, насколько распространены такие множественные типы связей. И это порождает новый вопрос: зачем они нужны мозгу? Возможно, такое большое число синапсов между одной парой обеспечивает автоматические действия, например, вероятно из-за них мы можем автоматически сказать, что 5 на 5 равно 25, или что на красный свет нельзя переходить дорогу.
Другим интересным обнаружением стала пара нейронов, которая будто сплелась в танце. Или, например, аксоны, образующие сложные спирали и похожие на свернувшихся змей. Никто ранее не видел эти спирали, но как только о них стало известно, учёные всё чаше стали находить их в новых данных.
Что будет дальше
Новая сверхдетальная карта мозга – это результат нескольких лет работы. Сейчас наступило волшебное время, когда у нас есть мощные инструменты, вроде машинное чтения, мощных микроскопов, вычислительных методов, которые позволяют обработать большой массив данных. Можно сказать, работа только начинается.
Что мы в конечном счёте узнаем из этих карт – загадка. Никто не знает. Сегодня лучшее, что мы можем сделать – это описать полученную карту. Возможно, это наконец приведёт нас к глубокому понимаю мозга. Возможно, мы наконец-то научимся лечить неизлечимые сегодня болезни мозга. Возможно, новые данные помогут понять, что такое сознание. Будьте в курсе новостей с нами.
