Кубический миллиметр коры мозга реконструировали с петавоксельным разрешением

Американские исследователи и сотрудники компании Google представили реконструкцию кубического миллиметра височной коры человеческого мозга с петавоксельным разрешением, включающую все структурные и функциональные связи. Публикация об этом появилась в журнале Science. Образец нормальной мозговой ткани, содержащий все клеточные слои коры, был получен в ходе обеспечения хирургического доступа при операции по поводу повреждения гиппокампа у пациента с эпилепсией. Джефф Лихтман (Jeff Lichtman) из Гарвардского университета с коллегами отсканировали его методом высокопроизводительной электронной микроскопии серийных срезов и обработали алгоритмами машинного обучения, чтобы идентифицировать все нейроны, глию, сосуды и архитектуру синаптических связей.

В итоге исследователи получили датасет размером 1,4 петабайта, который содержит информацию о примерно 57 тысячах клеток, 230 миллиметрах сосудов и 150 миллионах синапсов. Анализ этих данных показал, что глиальных клеток в образце вдвое больше, чем нейронов; что самые распространенные клетки — это олигодендроциты; что возбуждающие нейроны глубоких слоев коры можно идентифицировать по ориентации дендритов, а также что существуют редкие аксональные соединения, включающие до 50 синапсов. Поскольку полностью упорядочить и проанализировать такой объем данных весьма сложно, авторы работы выложили весь датасет и инструменты для работы с ним в открытый доступ.