มุมมองใหม่ของสมองมนุษย์แสดงให้เห็นถึงผู้อยู่อาศัยในมือถือในทุกความรุ่งโรจน์และแปลกประหลาดของพวกเขา แผนที่ที่ดึงมาจากสมองชิ้นเล็ก ๆ ของผู้หญิง, จัดทำแผนภูมิรูปทรงที่หลากหลายของ 50,000 เซลล์และ 130 ล้านการเชื่อมต่อระหว่างพวกเขา
แผนที่ที่ซับซ้อนนี้ชื่อ H01 สำหรับ“ ตัวอย่างมนุษย์ 1” แสดงถึงเหตุการณ์สำคัญในการแสวงหานักวิทยาศาสตร์เพื่อให้คำอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมอง-SN: 2/7/14-
“ มันสวยงามอย่างแน่นอน” Clay Reid นักประสาทวิทยากล่าวที่สถาบันวิทยาศาสตร์สมองอัลเลนในซีแอตเทิลกล่าว “ ด้วยวิธีที่ดีที่สุดมันเป็นจุดเริ่มต้นของสิ่งที่น่าตื่นเต้นมาก”
นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด Google และที่อื่น ๆ เตรียมและวิเคราะห์ตัวอย่างเนื้อเยื่อสมอง เล็กกว่าเมล็ดงาสมองบิตประมาณหนึ่งล้านของปริมาณสมองทั้งหมด มันมาจากเยื่อหุ้มสมอง-ชั้นนอกของสมองรับผิดชอบต่อความคิดที่ซับซ้อน-ของผู้หญิงอายุ 45 ปีที่เข้ารับการผ่าตัดสำหรับโรคลมชัก หลังจากถูกลบออกตัวอย่างสมองจะได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างรวดเร็วและเปื้อนด้วยโลหะหนักที่เปิดเผยโครงสร้างของเซลล์ จากนั้นตัวอย่างจะถูกหั่นเป็นชิ้นส่วนเวเฟอร์มากกว่า 5,000 ชิ้นและถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ทรงพลัง
โปรแกรมการคำนวณเย็บภาพที่เกิดขึ้นร่วมกันและโปรแกรมปัญญาประดิษฐ์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์พวกเขา สั้นคำอธิบายของมุมมองผลลัพธ์ได้รับการเผยแพร่เป็น preprint 30 พฤษภาคมถึง biorxiv.org ชุดข้อมูลเต็มรูปแบบคือออนไลน์ได้อย่างอิสระ-
สำหรับตอนนี้นักวิจัยเพิ่งเริ่มเห็นว่ามีอะไรอยู่ “ เราเพิ่งจุ่มนิ้วเท้าของเราลงในชุดข้อมูลนี้” เจฟฟ์ลิชต์แมนผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวว่านักประสาทวิทยาด้านการพัฒนาที่มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าว Lichtman เปรียบเทียบแผนที่สมองกับ Google Earth:“ มีอัญมณีอยู่ในนั้น แต่ไม่มีใครสามารถพูดได้ว่าพวกเขาได้ดูสิ่งทั้งหมด”
แต่แล้วสถานที่ท่องเที่ยวที่“ น่าสนใจอย่างน่าอัศจรรย์” ปรากฏขึ้นแล้ว Lichtman กล่าว “ เมื่อคุณมีชุดข้อมูลขนาดใหญ่ทันใดนั้นสิ่งแปลก ๆ เหล่านี้สิ่งแปลก ๆ เหล่านี้สิ่งที่หายากเหล่านี้เริ่มโดดเด่น”
ความอยากรู้อยากเห็นอย่างหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับ synapses จุดเชื่อมต่อที่สัญญาณเคลื่อนที่ระหว่างเซลล์ประสาท โดยปกติแล้วแอกซอนที่มีข้อความส่วนใหญ่จะสัมผัสกับ dendrite การรับข้อความเพียงครั้งเดียว ในชุดข้อมูลใหม่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ของการเชื่อมต่อเป็นผู้ติดต่อที่ได้รับความนิยมเพียงครั้งเดียว เซลล์บางคู่มีหน้าสัมผัสมากกว่าเล็กน้อย แต่บ่อยครั้งที่นักวิจัยเห็นเซลล์ที่เชื่อมต่อหลายครั้งรวมถึงหนึ่งคู่ที่เชื่อมโยงกันด้วยการซิงก์ 19 ครั้ง
มีการเชื่อมต่อหลายครั้งในสมองของเมาส์ แต่ก็ไม่ค่อยมีความอุดมสมบูรณ์เท่าตัวอย่างมนุษย์นี้ และสมองแมลงวันยังสามารถมีการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์มากมายแม้ว่าพวกเขาจะกระจายตัวมากกว่าการเชื่อมต่อของมนุษย์ที่อธิบายใหม่ แต่นักประสาทวิทยา Pat Rivlin จาก Howard Hughes Medical Institute Campus Janelia Research Campus ใน Ashburn, Va ที่นั่น Rivlin ทำงานในโครงการ Flyem ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแผนที่โดยละเอียดของระบบประสาทแมลงวันผลไม้
ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ในสมองมนุษย์ให้รายละเอียดของการเชื่อมต่อประเภทนี้ทั่วไปเรดกล่าว และนั่นทำให้เกิดคำถามว่าการซิงก์ที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษเหล่านี้อาจทำอะไรในสมอง
เซลล์เหล่านี้อาจสามารถบังคับเซลล์เป้าหมายในการปฏิบัติได้อย่างมีประสิทธิภาพ Lichtman จะคาดเดา บางทีข้อมูลการท่องจำเช่นการรู้ 5 ครั้ง 5 คือ 25 หรือรู้ว่าจะหยุดที่แสงสีแดงขึ้นอยู่กับอินพุตที่ทรงพลังเหล่านี้ซึ่งขับเคลื่อนข้อมูลผ่านสมองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Seth Grant นักประสาทวิทยาระดับโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระชี้ให้เห็นว่าแม้ว่าแผนที่จะเป็นเครื่องมือที่มีค่า แต่ก็แสดงให้เห็นถึงกายวิภาคของสมองเท่านั้น การวิจัยอื่น ๆ จะช่วยชี้แจงฟังก์ชั่นและองค์ประกอบของโมเลกุลที่ขับเคลื่อนพฤติกรรมของสมอง สำหรับตอนนี้แผนที่“ เป็นเครื่องมือสำรวจมาก” เขากล่าว
ความอยากรู้อยากเห็นอย่างหนึ่งที่จะสำรวจเพิ่มเติมคือการสังเกตของทีมของเซลล์ประสาทสองเซลล์หรือเซลล์ประสาทที่ดูเหมือนจะถูกโอบล้อมในการเต้นรำสมมาตร ภาพยังเผยให้เห็นแอกซอนที่ส่งข้อความของเซลล์ประสาทที่ก่อตัวเป็นขดลวดอย่างละเอียด, whorls ที่ผิดปกติและลึกลับที่ดูเหมือนงูขด “ เราไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้เลย” Lichtman กล่าว เมื่อนักวิจัยรู้วิธีมองหาขดลวดเหล่านี้ก็จะปรากฏขึ้นมากขึ้นเรื่อย ๆ
แผนที่สมองที่มีรายละเอียดอย่างมากเหล่านี้เป็นสุดยอดของการวิจัยมานานหลายปีเรดกล่าวซึ่งกำลังทำงานอยู่แผนที่ของเมาส์และสมองมนุษย์ที่ Allen Institute-SN: 8/7/19- “ นี่เป็นช่วงเวลามหัศจรรย์ในประวัติศาสตร์” เมื่อเครื่องมือสร้างแผนที่เช่นวิธีการคำนวณการเรียนรู้ของเครื่องและกล้องจุลทรรศน์ที่ทรงพลังมีอยู่ทั้งหมดเรดกล่าว “ งานนี้เพิ่งเริ่มเห็นแสงสว่างของวัน”
สิ่งที่แผนที่เหล่านี้จะเปิดเผยในที่สุดก็ยังคงคาดเดาได้ Lichtman รอบคอบว่าแผนที่เหล่านี้จะนำไปสู่ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับสมองหรือไม่ “ ฉันคิดว่าสิ่งที่ดีที่สุดที่เราทำได้คืออธิบาย” เขากล่าว “ ฉันหวังว่าในบางจุดเราจะไปยังสถานที่ที่เราไม่แปลกใจกับสิ่งที่เราเห็นอีกต่อไป”
