Domů     Medicína
Napěchovaný milimetr: Nejdetailnější mapa lidského mozku
Veronika Tyrková 10.7.2024
FOTO: Unsplash

Mravenčí práce a 10 let výzkumu přivedly vědce z Harvardu a Googlu k průlomovému milníku pro neurovědu – detailní 3D mapě lidského mozku. Pochopitelně ne celého. I jeden milimetr krychlový má ale co říct o povaze jedné z nejsložitějších věcí, která ve vesmíru existuje..

I po letech soustavného snažení mají neurovědci stále jen mlhavou představu o tom, jak lidský mozek funguje. Nejsou ale zcela bezradní. Protože v biologii struktura určuje funkci, může být cestou k lepšímu porozumění tomuto orgánu právě konektomika, obor, zabývající se detailním zmapováním komponent mozku a jejich spojení.

Mikroskopická práce

Celý projekt započal před 10 lety, kdy profesor molekulární a buněčné biologie na Harvardově univerzitě, Jeff Lichtman, obdržel malý vzorek mozkové kůry. Během operace lékaři 45leté pacientce trpící těžkou epilepsií odebrali kousek zdravé tkáně o velikosti menší než zrnko rýže, 1 mm3 spánkového laloku, který je důležitý pro paměť, emoce a pocity.

Vzorek byl zakonzervován, zpevněn pryskyřicí a následně skutečně najemno nakrájen, konkrétně na 5 019 tenkých plátků. „Měřily asi 30 nanometrů, což je zhruba tisícina tloušťky lidského vlasu. Byly prakticky neviditelné, nebýt toho, že jsme je obarvili těžkými kovy, což je zviditelnilo při elektronovém zobrazování,“ uvedl Lichtman.

Po oskenování každého řezu vysokorychlostním elektronovým mikroskopem, který zachytil buněčné detaily v nanoměřítku, přišla řada na experty z Googlu. Ti měli za úkol z 2D snímků vytvořit 3D rekonstrukcí.

Ještě před pár lety by takový počin vyžadoval úmornou a zdlouhavou ruční práci. Tým vedený neurovědcem Virenem Jainem ale vyvinul umělou inteligenci, která pomocí strojového učení tuto práci zautomatizovala.

Na velikosti nezáleží

Výsledná interaktivní 3D mapa je obrazem lidského mozku v nejvyšším rozlišení, jakého kdy vědci dosáhli. Zahrnuje více než 57 000 mozkových buněk, 230 milimetrů krevních cév a 150 milionů synapsí, sloužících k předávání vzruchů.

V celé své milimetrové kráse obsahuje mamutích 1,4 petabajtů, neboli 1 milion gigabajtů dat. Takovou úložnou kapacitu by dalo dohromady tisíc špičkových notebooků nebo více než 1 miliarda e-knih. Jedná se o tak velký soubor dat, že jej vědci podrobně nestudovali.

Místo toho datovou sadu bezplatně sdílejí online spolu s nástroji pro analýzu a korekturu.

Super-synapse

O překvapení přitom nebylo nouze. Za normálních okolností se například úponek synapse chytí pouze sousedního neuronu. Analýza však odhalila vzácná multisynaptická spojení mezi neurony v celém vzorku, které se váží až s 50 body.

„Je to podobné, jako kdyby dva domy v bloku měly 50 samostatných telefonních linek, které je spojují,“ uvedl Jain. Důvod, skrývající se za existencí těchto supersilných synapsí, je stále předmětem výzkumu.

Zvážit se musí také souvislost s epilepsií dárkyně, autoři ovšem naznačují i jiné vysvětlení. „Tato spojení by mohla vysvětlit, jak jsou zakódovány velmi rychlé reakce nebo velmi důležité vzpomínky,“ dodal vědec.

Související články
Medicína 29.10.2026
Moderní doba lidskému tělu mnohé ulehčuje, také jej ale vystavuje zcela novým druhům zátěže. Mezi nejvíc zkoušené části patří šíjové svaly. Potíže s krční páteří běžně řeší už dvacátníci a opětovné bolesti hlavy zná až 90 procent dospělých Čechů. Prevence přitom není složitá – klíčové je narovnat se. Hlavním úkolem šíjových svalů je stabilizace a […]
Medicína Zajímavosti 27.10.2026
Zubní implantáty se během posledních 20 let staly základním stavebním kamenem dentální medicíny a dokáži nahradit poškozené zuby téměř dokonale. Lidé tak již nemusí být odkázání pouze na nepohodlné zubní náhrady nebo komplikované můstky s omezenou životností. Až 20 % pacientů se zubním implantátem se však během následujících let potýká s obtížně léčitelnou periimplantitidou. Vědci […]
Medicína 22.10.2026
Nově vzniklé epileptické záchvaty, potíže s řečí nebo změny hybnosti mohou patřit mezi varovné signály nádoru mozku. Nemoc se přitom nevyhýbá dětem ani lidem v produktivním věku. Jak se v ní lépe zorientovat? Pomoci má nový vzdělávací web Vše o hlavě, který spouští Hlas onkologických pacientů. Nádor mozku může člověku obrátit život vzhůru nohama. Zpočátku […]
Leukémie je obávané nádorové onemocnění. Na Západě se u starších dospělých objevuje nejčastěji takzvaná chronická lymfocytární leukémie (CLL). Vědci nyní učinili velmi zajímavý objev, vztahující se k boji proti této nemoci. CLL se týká bílých krvinek označovaných B lymfocyty. Ty se nekontrolovatelně množí, takže jejich počet v krvi, kostní dřeni a lymfatických uzlinách rychle roste. […]
Medicína Technika 17.10.2026
Umělá inteligence na jedné straně pomáhá vědcům vyvíjet nové léky, analyzovat genetické informace a hledat způsoby, jak porazit nebezpečné nemoci. Na straně druhé její nepopiratelné schopnosti by se mohly dostat do rukou teroristů nebo agresivních států. Britská rozvědka MI5 varuje, že AI může zásadně změnit možnosti vývoje biologických zbraní. Ředitel britské kontrarozvědky MI5 Ken McCallum […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz