Eén kubieke millimeter van het menselijk brein bevat 150 miljoen synapsen

Dit is de eerste in zijn soort ter wereld met dit nauwkeurigheidsniveau. Een internationaal team heeft de neurale netwerken en verbindingen, en de wetenschap van connectiviteit, binnen een kubieke millimeter van het menselijk brein in kaart gebracht. Resultaten Gepubliceerd 10 mei in het tijdschrift wetenschap Je duizelig maken. In dit stukje cortex, waarvan de grootte misschien belachelijk lijkt, telde het team minstens 57.000 cellen (neuronen en gliacellen), 23 centimeter bloedvaten en vooral bijna 150 miljoen synapsen, de verbindingen tussen neuronen die de overdracht van infecties garanderen. de informatie.

Dit werk maakt deel uit van het Brain Science Initiative-project, gelanceerd door Harvard University (Cambridge) in 2014, dat al verschillende publicaties heeft opgeleverd. Google-teams waren betrokken bij het onderzoek, geleid door Jeff Lichtman, hoogleraar moleculaire biologie aan de Harvard University, en het werd voor het eerst ondertekend door Alexander Shapson Kuo, nu een neurowetenschappelijk onderzoeker aan de Royal Infirmary in Londen.

Recept gebruikt door het team Het klinkt eenvoudig, maar het resultaat is een hoeveelheid gegevens die bij de hebzuchtigste neurowetenschappers waarschijnlijk een indigestie zal veroorzaken: neem een ​​stukje van een ogenschijnlijk intact brein, ongeveer één kubieke millimeter, van een levend organisme. ; Geef het een snelle reparatie met een oplossing van hars en zware metalen, die ook voor een beetje kleur zorgt; Snijd het vervolgens in 5.019 stroken met een gemiddelde dikte van 33,9 nanometer, ongeveer 2.000 keer dunner dan een mensenhaar. En lijn ze zorgvuldig uit op ducttape (niet zomaar ducttape). Het enige dat overblijft is om elke plaat onder een vergrootglas te onderzoeken, of preciezer gezegd met een multibeam scanning-elektronenmicroscoop. Je krijgt een dataset van in totaal 1,4 petabyte, wat het equivalent is van een boek met meer dan 700 miljard pagina’s.

Uiterst zeldzame grondstof

En het is nog niet voorbij! Door deze observaties, verkregen met een ongekend detailniveau, konden onderzoekers de vorm en verdeling van neuronen onderzoeken, de verbindingen daartussen, het aandeel gliacellen die deze neuronen omringen, op nanometerschaal, enzovoort. Maar omdat ze niet genoeg tijd hadden om deze miljarden pagina’s één voor één te lezen, gebruikten ze machinaal leren om de volumetrische structuur van deze korstkorrels te reconstrueren door elke verbinding tussen cellen te reconstrueren uit typische overlay-plakken.

Om de lezer gerust te stellen, wijzen we erop dat wetenschappers Neem de hersenfragmenten niet In levende mensen, de hele tijd. Het is een uiterst zeldzame grondstof. Hier werd de mogelijkheid geboden door een chirurgische ingreep bij een 45-jarige vrouw met epilepsie, waarbij deze kubieke millimeter temporale cortex moest worden verwijderd om de onderliggende laesie in de hippocampus te bereiken. Jeff Lichtman en zijn team, die de hele vliegencortex al in kaart hebben gebracht en de ambitie hebben om over een paar maanden of jaren hetzelfde te doen, met behulp van een muis, zijn niet van plan de oefening op het hele menselijke brein uit te voeren. Dit is door andere teams gedaan op postmortale hersenen, maar is niet vergelijkbaar.

Je hebt nog 36,87% van dit artikel te lezen. De rest is gereserveerd voor abonnees.