Wynik badań powodują szybsze bicie serca. Sam dr Forrest Collman, zastępca dyrektora ds. danych i technologii w Allen Institute przyznał, że stworzony model jest „niesamowicie piękny” i zarazem niezwykle skomplikowany.
Model zawiera 1,6 petabajtów danych, a to jedynie 1/500 części mózgu
Naukowcy nie ukrywają, że wynik ich pracy stanowi przełom w badaniach nad mózgiem. Szczegółowa mapa zawiera funkcję i aktywność aż 84 tys. neuronów wraz ze wszystkimi skomplikowanymi strukturami. Sieć połączeń zawiera ponad 500 milionów synaps i 200 tys. komórek mózgowych. Badacze twierdzą, że „okablowanie mózgu” jest niemal 1,5 razy większe od długości całego Central Parku w Nowym Yorku.
Chociaż model robi ogromne wrażenie, naukowcy twierdzą, że wciąż są dopiero w „przedbiegach” zrozumienia wszystkich funkcji mózgu. Stworzona mapa stanowi jedynie 1/500 obszaru mózgu myszy, nie wspominając o złożoności tego organu u innych ssaków.
Wystarczy spojrzeć na te neurony, aby dostrzec ich szczegółowość i skalę, co pozwala docenić mózg z uczuciem podziwu, podobnie jak wtedy, gdy patrzysz w górę, na przykład na zdjęcie odległej galaktyki – podkreśla dr Collman, nawiązując do skomplikowania schematu.
Do stworzenia mapy mózgu potrzebny był specjalistyczny mikroskop
Badacze wspominając początki tworzenia projektu, przyznają, że spotkali się z ogromnymi trudnościami. Aby dokładnie poznać złożoność wszystkich połączeń nerwowych, musieli wykorzystać najnowocześniejszy mikroskop, badając najmniejszą cząstkę 1-milimetrowego fragmentu wzorcowej tkanki.
Co więcej, tkanka ta została finalnie pocięta na aż 28 tys. warstw, każda o grubości 1/400 ludzkiego włosa. Wszystko to miało na celu zgłębienie każdej, nawet najmniejszej parceli tego skomplikowanego organu. Następnie badanie mózgu myszy zostało przeprowadzone na żywym zwierzęciu, gdzie monitorowano jak stan emocjonalny zwierzęcia, aktywność fizyczna oraz oglądane przez nią obiekty wpływają na aktywność poszczególnych części mózgu.
Wieloletnie starania zakończyły się przeniesieniem stworzonych modeli do przestrzeni cyfrowej, co umożliwiło dostęp do każdej sekcji modelu w zaledwie kilka sekund.
Kilka naciśnięć klawiszy pozwala wyszukać informacje i uzyskać wyniki w ciągu kilku sekund. Niektóre z tych informacji wymagałyby napisania całej pracy doktorskiej. I to jest siła transformacji cyfrowej – powiedział w komunikacie prasowym dr Sebastian Seung, profesor neurologii i informatyki na Uniwersytecie Princeton.
Wyniki badań przeczą prawom logiki?
Spuścizna zespołu 150 naukowców podważa wszelkie prawa logiki, które jeszcze w XX wieku podkreślali Nobliści.
Nie ma sensu prosić o coś niemożliwego, na przykład o dokładny schemat połączeń milimetra sześciennego tkanki mózgowej i sposób, w jaki pobudzają się wszystkie neurony – napisał w 1979 r. w czasopiśmie Scientific American noblista Francis Crick, biolog molekularny, który otrzymał prestiżowe wyróżnienie za opisanie struktury DNA.
Dr. Collman wspominając słowa Cricka, żartobliwie wspomniał, że jego zdaniem nie ma rzeczy niewykonalnych, ale „każdy ma naprawdę jasne pomysły na to, jak przełamać te bariery”. Zaznacza, że badania te są jedynie wstępem do zapoznania się ze strukturą funkcjonowania ludzkiego mózgu. Badacz wspomina, że ten jest niemalże 1500 większy od mózgu myszy, co komplikuje proces badawczy.
Perspektywa rekonstrukcji całego ludzkiego mózgu na poziomie wszystkich połączeń to coś, czego możemy się spodziewać w odległej przyszłości – dodaje z optymizmem.
Wyniki badań w zastosowaniu medycznym
Dr Gregor Schuhknecht, pracownik naukowy z wydziału biologii molekularnej i komórkowej na Uniwersytecie Harvarda twierdzi, że przełomowe wyniki badań mogą okazać się nieocenioną pomocą w zrozumieniu i leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera, Parkinsona, autyzmu i schizofrenii, które obejmują zaburzenia komunikacji neuronalnej.
Jeśli masz zepsute radio i masz schemat obwodu, będziesz w lepszej pozycji, aby je naprawić. Opisujemy rodzaj mapy Google lub planu tego ziarenka piasku. W przyszłości możemy użyć tego do porównania okablowania mózgu u zdrowej myszy z okablowaniem mózgu w modelu choroby – tłumaczy pełen optymizmu naukowiec.
Czytaj też:
Tajemnicze odkrycie sprzed 3000 lat na plaży Bałtyku. Archeolodzy przecierają oczy ze zdumieniaCzytaj też:
Nadchodzi rewolucja w stomatologii. Naukowcy wyhodowali ludzki ząb