Naukowcy poznali milimetr tkanki ludzkiego mózgu

57 tys. komórek i 150 m połączeń nerwowych zostało przebadanych przez naukowców z Uniwersytetu Harvarda, którzy przeanalizowali zaledwie milimetr sześcienny tkanki mózgowej.

Wyniki badań, w których brali udział eksperci Google, zostały opublikowane w piśmie „Science”. Naukowcy z niespotykaną dotąd szczegółowością zrekonstruowali schemat połączeń we fragmencie mózgu, który został pobrany z kory 45-letniej kobiety operowanej z powodu padaczki.

Dzięki współpracy z ekspertami z Google udało się zmapować obwody nerwowe, połączenia, komórki pomocnicze i dopływ krwi.

Milimetr sześcienny tkanki

Badany fragment miał zaledwie milimetr sześcienny tkanki i został podzielony na ponad 5 tys. próbek. Obraz z mikroskopu elektronowego ujawnił 57 tys. pojedynczych komórek, 150 m połączeń nerwowych i 23 cm naczyń krwionośnych.

„Celem badań było uzyskanie obrazu w wysokiej rozdzielczości najbardziej tajemniczego fragmentu ciała – powiedział w rozmowie z „The Guardian” Jeff Lichtman, profesor biologii molekularnej i komórkowej na Harvardzie, mówiąc o korze mózgowej.

Jego zdaniem wiele szczegółów odkrytych podczas badań nie zostało dotąd opisanych w podręcznikach.

„Nie rozumiem ich, ale mogę stwierdzić, że sugeruje to istnienie przepaści między tym, co wiemy, a tym, co powinniśmy wiedzieć” – dodał.

Tysiąc razy cieńsze niż włos

Naukowcy poinformowali, że tkanka została podzielona na fragmenty 1000 razy cieńsze niż ludzki włos. Następnie wykonano zdjęcia pod mikroskopem elektronowym, aby poznać strukturę mózgu z dokładnością do nanoskali, czyli tysięcznych części milimetra.

Mózg człowieka staje się większy. Co to oznacza?

Po tym etapie algorytmy prześledziły ścieżki neuronów i innych komórek w poszczególnych sekcjach. Jak podaje „The Guardian” obraz zajmował pamięć o wartości 1,4 petabajta, co odpowiada 14 tys. pełnometrażowych filmów w rozdzielczości 4K.

Zwoje na rondzie

Badacze przyznają, że wśród zaskakujących odkryć znajdują się tak zwane neurony piramidalne, których podstawy wystają z dużych gałęzi zwanych dendrytami. Wykazały one osobliwą symetrię, gdyż niektóre z nich były skierowane do przodu, a inne do tyłu.

Zaobserwowano także ciasne zwoje aksonów, czyli cienkich włókien przenoszących sygnały z jednej komórki mózgowej do drugiej, które wyglądały jakby utknęły na rondzie, zanim zidentyfikowały właściwą drogę przekazania sygnału.

Szczegółowe wyniki badań zostały opublikowane w piątek w czasopiśmie „Science” w artykule „A petavoxel fragment of human cerebral cortex reconstructed at nanoscale resolution.

PAP/bz

»» O bieżących wydarzeniach w gospodarce i finansach czytaj tutaj:

Złoto Glapińskiego. Będą kolejne zakupy!

Myśliwiec F-15 to czarny koń powietrznej rywalizacji?

Polska ma produkować na potęgę! Na początek - amunicja

ABB zamyka fabrykę pod Łodzią. 400 osób do zwolnienia