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
Každý z nás je nositelem přibližně 4 milionů genetických variant. Ale jen málokomu se povede vyhrát v genetické loterii něco opravdu cenného, jako třeba barevnější vidění světa, nádherné řasy nebo silné svaly bez cvičení.   Miliony barev Většina z nás dokáže rozeznat asi jeden milion odstínů barev. To ale nejsou hranice lidských možností. Asi 12 % […]
O málokteré nemoci můžeme říct, že se s ní setkáváme denně, a pokud se netýká přímo vás, pak jistě někoho z blízkého okolí. Statistika mluví jasně – každý osmý člověk na světě je obézní, každý třetí trpí nadváhu. Její léčba se po celou historii rovnala boji s větrnými mlýny, v posledních letech se ale karta obrací. Žádnou magickou pilulku […]
Na první pohled se může zdát, že jde o obyčejnou únavu… Může však jít i o život. Ačkoli patří Myasthenia gravis k nejčastějším a zároveň nejnebezpečnějším svalovým onemocněním, o jeho existenci ví laická i odborná veřejnost stále velmi málo Podle předsedkyně pacientské organizace MYGRA, Miriam Křivkové, se přitom může objevit v řádu několika minut. „Tělo se […]
Než byla v roce 1955 vytvořena první vakcína, byla dětská obrna obávanou nemocí. V jejím důsledku mohlo u dětí dojít k ochrnutí dýchacích a polykacích svalů. V takovém případě se jejich jedinou nadějí na přežití staly železné plíce. Jako železné plíce se označuje ventilátor s negativním tlakem. Jedná se o válec, v němž pacient leží […]
Pořád je to opomíjená záležitost, třebaže lékaři upozorňují na evidentní přínos. Význam pupečníkové krve pro lékařské zákroky byl potvrzen před 30 lety, kdy byla v pražské nemocnici v Motole provedena první transplantace pupečníkové krve v České republice. Dětský pacient, trpící závažnou nemocí, dostal díky krvetvorným kmenovým buňkám z pupečníkové krve od sourozence šanci na uzdravení. […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz