جوجل تساعد في رسم خريطة لأنسجة المخ البشري

جوجل تساعد في رسم خريطة لأنسجة المخ البشري


جوجل تساعد في رسم خريطة لأنسجة المخ البشري 412

يعد الدماغ البشري أحد أكثر الهياكل تعقيدًا في الوجود، وأصدرت شركة جوجل، بالتعاون مع جامعة هارفارد، إعادة بناء 1.4 بيتابايت قابلة للتصفح لجزء صغير جدًا من القشرة الدماغية.
وتتكون مجموعة البيانات من بيانات التصوير التي تغطي ما يقرب من ميليمتر مكعب واحد من أنسجة المخ.
وتتضمن عشرات الآلاف من الخلايا العصبية المُعاد بناؤها، وملايين أجزاء الخلايا العصبية، و 130 مليون نقطة مشابك مشروحة، و 104 خلايا مصححة. إلى جانب العديد من التعليقات التوضيحية والهياكل الفرعية الإضافية.

وتعتبر القشرة الدماغية هي طبقة سطحية رقيقة من الدماغ. وتلعب هذه القشرة دورًا مهمًا في التفكير والذاكرة والتخطيط والإدراك واللغة والانتباه. بالإضافة إلى معظم الوظائف المعرفية الأخرى ذات المستوى الأعلى.
وبالرغم من إحراز بعض التقدم في فهم التنظيم بالعين المجردة لهذا النسيج الشديد التعقيد. إلا أن تنظيمه على مستوى الخلايا العصبية الفردية والمشابك المترابطة به غير معروف إلى حد كبير.
وتم التبرع بهذه العينة بشكل مجهول من المرضى الذين خضعوا لعملية جراحية لعلاج الصرع في مستشفى ماساتشوستس العام في بوسطن MGH. ومن ثم تم تقديمها للباحثين في مختبر ليختمان بجامعة هارفارد.

جوجل والقشرة الدماغية:
قام باحثو جامعة هارفارد بتقطيع الأنسجة إلى نحو 5300 مقطعًا فرديًا يبلغ 30 نانومترًا. وذلك باستخدام شريط آلي يجمع مشراح فائق الدقة. ومن ثم قاموا بتركيب تلك الأقسام على رقاقات السيليكون. ومن ثم صوروا أنسجة المخ بدقة 4 نانومتر بواسطة ميكروسكوب إلكتروني ذو 61 شعاع متوازي المسح مخصصًا للحصول على صورة سريعة.
وكانت النتيجة النهائية 225 مليون صورة فردية ثنائية الأبعاد. وقامت جوجل بعد ذلك بربطها حسابياً ومواءمتها في حجم ثلاثي الأبعاد مع الآلاف من Cloud TPU تم الاستفادة منها في هذه العملية.

ويمكن الآن الوصول إلى خريطة الدماغ البشري هذه من خلال أداة التصور Neuroglancer المستندة إلى الويب من جوجل.
ويتمثل التحدي المستقبلي بالنسبة إلى جوجل في التخزين. إذ إن مجموعة البيانات الحالية التي تبلغ 1.4 بيتابايت لا تزيد عن واحد في المليون من حجم عقل بشري كامل.
على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي رسم خريطة لدماغ فأر إلى إنشاء بيانات بقيمة إكسابايت. وتبحث الشركة في الجهود القائمة على التعلم الآلي لضغط البيانات.

وتعد هذه العينة أكبر عينة من أنسجة المخ تم تصويرها وإعادة بنائها في هذا المستوى من التفاصيل حتى الآن.
كما تمثل أول دراسة واسعة النطاق للتوصيل التشابكي في القشرة البشرية التي تمتد عبر أنواع متعددة من الخلايا عبر جميع طبقات القشرة.
وتتمثل الأهداف الأساسية لهذا المشروع في إنتاج مورد جديد لدراسة الدماغ البشري وتحسين تقنيات الوصلات الأساسية وتوسيع نطاقها