Кубический миллиметр мозга в невероятных деталях

Исследователи составили карту крошечного участка человеческого мозга с поразительной детализацией. Полученный клеточный атлас доступен в сети и показывает новые схемы связей между клетками мозга (нейронами), клетки, которые оборачиваются вокруг себя, образуя узлы, и пары нейронов, которые являются почти зеркальным отражением друг друга.

Трёхмерная карта занимает объем всего около одного кубического миллиметра (одна миллионная часть всего мозга) и содержит примерно 57 000 клеток и 150 миллионов синапсов — связей между нейронами. Она включает в себя 1,4 петабайта (!) данных.

Фрагменты мозга

Фрагмент мозга взяли у 45-летней женщины во время операции по лечению эпилепсии. Он был взят из коры головного мозга, той части, которая участвует в обучении, решении проблем и обработке сенсорных сигналов. Образец погрузили в консерванты и окрасили тяжёлыми металлами, чтобы клетки было легче разглядеть. Затем невролог Джефф Лихтман из Гарвардского университета в Кембридже (штат Массачусетс) и его коллеги сделали 5000 срезов толщиной 34 нанометра, которые можно было изучать с помощью электронных микроскопов.

После этого команда учёных создала модели искусственного интеллекта, которые смогли соединить изображения, полученные с помощью микроскопа, и реконструировать весь образец в 3D.

При детальном изучении модели исследователи обнаружили нестандартные нейроны, в том числе такие, которые имели до 50 связей друг с другом. Обычно между двумя нейронами существует не более пары связей. В других местах модель показала нейроны с усиками, которые завязывали узлы вокруг себя.

Команда также обнаружила пары нейронов, которые были почти идеальными зеркальными отражениями друг друга. Учёные обнаружили две группы, которые направляли свои дендриты