Araştırmacılar sinir bağlantılarına ilişkin şimdiye kadarki en büyük veri kümesini yayınlıyor – Bilim Gazette

Mustafa

New member
Bir milimetreküp beyin dokusu kulağa pek fazla gelmeyebilir. Ancak bu küçücük karenin 57.000 hücre, 230 milimetre kan damarı ve 150 milyon sinaps içerdiğini ve bunların hepsinin 1.400 terabayt veriye tekabül ettiğini düşünürsek, Bilim ve Google araştırmacıları muazzam bir başarıya imza attılar.

Jeremy R. Knowles Moleküler ve Hücresel Biyoloji Profesörü ve yeni atanan bilim dekanı Jeff Lichtman liderliğindeki Bilim ekibi, her hücreyi ve onun bağlantı ağını tek parça halinde canlı ayrıntılarla göstererek bugüne kadarki en büyük 3 boyutlu beyin rekonstrüksiyonunu oluşturmaya yardımcı oldu. Temporal korteks pirinç tanesinin yarısı büyüklüğünde.

Science dergisinde yayınlanan çalışma, Google Research'teki bilim insanları ile yaklaşık 10 yıllık bir işbirliğinin en son gelişmesini oluşturuyor ve Lichtman'ın elektron mikroskobu görüntülemesini yapay zeka algoritmalarıyla birleştirerek memeli beyinlerinin son derece karmaşık kablolarını renk koduyla kodluyor ve yeniden yapılandırıyor. Makalenin ilk üç ortak yazarı, eski Bilim doktora sonrası araştırmacısı Alexander Shapson-Coe, Google Araştırma'dan Michał Januszewski ve Bilim doktora sonrası araştırmacısı Daniel Berger'dir.

Ulusal Sağlık Enstitüleri BRAIN Girişimi tarafından desteklenen nihai hedef, bir farenin sinir ağının kapsamlı, yüksek çözünürlüklü bir haritasını oluşturmaktır; bu, grubun 1 kübik parçacıktan ürettiği veri miktarının yaklaşık 1000 katı kadarını gerektirir. insan korteksinin milimetrelik parçası.

Lichtman, “'Parça' kelimesi ironiktir” dedi. “Bir terabayt çoğu insan için devasa büyüklüktedir, ancak insan beyninin bir parçası (insan beyninin ufacık, ufacık bir parçası) hâlâ binlerce terabayttır.”


Jeff Lichtman.

Kris Snibbe/Bilim Personel Fotoğrafçısı


En son harita, 50'ye kadar sinapsla bağlanan nadir fakat güçlü bir akson seti de dahil olmak üzere, beyin yapısının daha önce hiç görülmemiş ayrıntılarını içeriyor. Ekip ayrıca dokuda, geniş sarmallar oluşturan az sayıda akson gibi tuhaflıklara da dikkat çekti. Örnek epilepsili bir hastadan alındığı için araştırmacılar bu tür oluşumların patolojik mi yoksa nadir mi olduğunu bilmiyorlar.

Lichtman'ın alanı, tek tek hücrelere kadar beyin yapısının kapsamlı kataloglarını oluşturmayı amaçlayan konektomidir. Bu tür tamamlanmış haritalar, bilim adamlarının hakkında hâlâ çok az şey bildiği beyin fonksiyonu ve hastalıklarına dair içgörülerin kilidini açacak.

Google'ın son teknoloji ürünü yapay zeka algoritmaları, beyin dokusunun üç boyutlu olarak yeniden yapılandırılmasına ve haritalanmasına olanak tanır. Ekip ayrıca araştırmacıların konektomları incelemek ve açıklama eklemek için kullanabileceği, halka açık bir araç paketi geliştirdi.

Google işbirlikçisi Viren Jain, “Bu projeye yapılan muazzam yatırım göz önüne alındığında, sonuçları artık herkesin gidip faydalanabileceği bir şekilde sunmak önemliydi” dedi.

Daha sonra ekip, hafıza ve nörolojik hastalıklardaki rolü nedeniyle sinir bilimi açısından önemli olan fare hipokampal oluşumunu ele alacak.