Η Google δημοσιεύει τον αναλυτικότερο 3D χάρτη με τις συνάψεις νευρώνων του εγκεφάλου

Η Google συνεργάστηκε με το ερευνητικό κέντρο Janelia σε ένα project για τη χαρτογράφηση των νευρώνων του εγκεφάλου. Μετά από δύο χρόνια δουλειάς, η εταιρεία δημοσίευσε τον μεγαλύτερο και πιο αναλυτικό χάρτη που μας δείχνει το 1/3 του εγκεφάλου μιας μύγας και περίπου 20 εκατομμύρια συνάψεις μεταξύ των νευρώνων.

Για να τα καταφέρουν, οι ερευνητές “έκοψαν” τον εγκέφαλο σε φέτες πάχους μόλις 20μm και στη συνέχεια τις “βομβάρδισαν” με ηλεκτρόνια έτσι ώστε να χτίσουν μια τρισδιάστατη εικόνα που αποτελείται από τρισεκατομμύρια τρισδιάστατα pixels. Η επιλογή της μύγας των φρούτων έγινε επειδή ο εγκέφαλος τους είναι ιδιαίτερα πολύπλοκος και περιλαμβάνει ενσωματωμένα συστήματα για να αναγνωρίζουν τη θέση τους και να εκτελούν διάφορες λειτουργίες. Σε γενικές γραμμές χαρακτηρίζουν τον εγκέφαλο της μύγας ως κάτι αντίστοιχο με αυτόν του ανθρώπου αλλά σε πολύ μικρότερη κλίμακα.

Όπως αναφέρουν στη δημοσίευση τους,

Τα νευρωνικά δίκτυα που ευθύνονται για τη συμπεριφορά εξακολουθούν να μας είναι άγνωστα. Σε προηγούμενες προσπάθειες μας επιχειρήσαμε να επανακατασκευάσουμε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα μικρών ζώων με εκατοντάδες νευρώνες και επιλεγμένα κυκλώματα μεγαλύτερων ζώνων. Στο project FLyEM εφαρμόσαμε νέες μεθόδους και παρουσιάζουμε τα ολοκληρωμένα νευρωνικά δίκτυα ενός μεγάλου μέρους του εγκεφάλου από ένα αρκετά πιο πολύπλοκο έντομο.

Η συνένωση εκατομμυρίων τρισδιάστατων εικόνων είναι αναμφίβολα ένα μνημειώδες επίτευγμα. Ακόμα και με τη βοήθεια της τεχνολογίας Τεχνητής Νοημοσύνης της Google, οι ερευνητές χρειάστηκε να ξοδέψουν σχεδόν δύο χρόνια για να εντοπίσουν τις συνάψεις μεταξύ των νευρώνων σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας ώστε να επαληθεύσουν την εγκυρότητα του τελικού αποτελέσματος.

Αν αναρωτιέστε για ποιον λόγο έγινε όλη αυτή η επίπονη έρευνα και χαρτογράφηση, η απάντηση δεν είναι φυσικά για να δούμε εντυπωσιακές εικόνες. Οι συνάψεις μεταξύ των νευρώνων δεν είναι τυχαίες, αλλά ταξινομούνται σε συγκεκριμένες ομάδες που ονομάζονται “connectomes” και θεωρητικά με τον κατάλληλο χάρτη θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τη συμπεριφοριστική δραστηριότητα.

Το πεδίο των “Connectomics” αντιμετωπίζεται με σκεπτικισμό από τους επιστήμονες. Οι υποστηρικτές του πιστεύουν ότι θα τους βοηθήσει να συνδέσουν περιοχές του εγκεφάλου με συγκεκριμένες συμπεριφορές, γεγονός που θεωρείται τεράστιας σημασίας για τις νευροεπιστήμες. Από την άλλη, οι επικριτές σημειώνουν ότι μέχρι σήμερα δεν έχει φέρει κανένα ουσιαστικό αποτέλεσμα και θεωρούν ότι ο χρόνος και το χρήμα που ξοδεύεται για τη χαρτογράφηση των νευρώνων θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν καλύτερα σε άλλα ερευνητικά πεδία.

Να σημειωθεί ότι η δουλεία των Google και Janelia Research Campus είναι open-source και διαθέσιμη δωρεάν στον οποιονδήποτε.

[via]