Вчені знайшли 57 тисяч клітин і 150 мільйонів нейронних зв'язків у крихітному зразку людського мозку

Дослідники з Гарварду разом з експертами з машинного навчання Google склали карту нейронних ланцюгів мозку.

У кубічному міліметрі здорової тканини, вилученої з кори головного мозку 45-річної жінки, вони нарахували 57 тисяч окремих клітин, 150 мільйонів нейронних зв’язків і 23 сантиметри кровоносних судин.

Результати цього дослідження опубліковані в Science, пише The Guardian.

Розрізавши тканину на пластини менш ніж у 1000 разів тонші за ширину людської волосини, дослідники зробили зображення кожної з них за допомогою електронного мікроскопа. Так вони зафіксували деталі структури мозку до нанорозміру – тисячних часток міліметра.

"Мета полягала в тому, щоб отримати зображення з високою роздільною здатністю цього найзагадковішого фрагмента біології, який кожен із нас носить на своїх плечах. Ми не робили цього раніше, бо це складно", – пояснив професор молекулярної та клітинної біології в Гарварді Джефф Ліхтман.

Потім алгоритм машинного навчання простежував шляхи нейронів та інших клітин через окремі ділянки.

Зображення містили 1,4 петабайта даних, що еквівалентно 14 тисячам повнометражних фільмів із роздільною здатністю 4k.

"Ми знайшли в цьому наборі даних багато речей, яких немає в підручниках. Існує прірва між тим, що ми вже знаємо, і тим, що нам потрібно знати", – додав Ліхтман.

Карта також виявила рідкісні випадки, коли нейрони створювали надзвичайно міцні зв’язки з іншими клітинами. По всій частині мозкової тканини понад 96% аксонів (відростки нервової клітини, що проводять імпульси) створили лише одне з’єднання з цільовою клітиною, а 3% – з двома.

Але 1% аксонів мав десятки з’єднань з іншими клітинами.

Науковці припускають, що такі міцні зв'язки з іншими клітинами можуть пояснити, як працює добре засвоєна поведінка. Наприклад, прибрати ногу з педалі газу та натиснути на гальмо на червоне світло.

"Я думаю, що ці потужні зв’язки можуть бути частиною системи засвоєної інформації та того, який вигляд навчання має в мозку", – сказав він.