인간의 두뇌 조각이 정교하게 그려져 있습니다.

입방 밀리미터의 뇌 조직은 그다지 많은 것처럼 들리지 않을 수 있습니다. 하지만 작은 정사각형 안에 57,000개의 세포, 230mm의 혈관, 1억 5천만 개의 시냅스가 포함되어 있어 모두 1,400테라바이트의 데이터에 해당한다는 점을 고려하면 하버드와 구글 연구진은 엄청난 성과를 거두었습니다.

Jeremy R. Knowles 분자 및 세포 생물학 교수이자 새로 임명된 과학부 학장인 Jeff Lichtman이 이끄는 Harvard 팀은 Google 연구원들과 공동으로 현재까지 인간 두뇌 조각의 최대 시냅스 해상도, 3D 재구성을 만들었습니다. 쌀알 크기의 절반 정도인 인간 측두 피질 조각에 있는 각 세포와 신경 연결망을 생생하게 보여줍니다.

사이언스(Science)에 발표된 이 업적은 Lichtman의 전자 현미경 이미징과 AI 알고리즘을 결합하여 포유류 뇌의 극도로 복잡한 배선을 색상으로 구분하고 재구성하는 Google Research의 과학자들과 약 10년 동안 공동 작업한 최신 성과입니다. 이 논문의 세 명의 공동 첫 번째 저자는 전 하버드 박사후 연구원 Alexander Shapson-Coe입니다. 미카? Google Research의 Januszewski와 하버드 박사후 연구원 Daniel Berger입니다.

국립보건원(National Institutes of Health) BRAIN Initiative의 지원을 받는 이 협력의 궁극적인 목표는 전체 쥐 뇌의 신경 배선에 대한 고해상도 지도를 만드는 것입니다. 인간 피질의 밀리미터 조각.

“‘조각’이라는 단어는 아이러니합니다.”라고 Lichtman은 말했습니다. “1테라바이트는 대부분의 사람들에게 거대하지만 인간 두뇌의 한 조각, 즉 아주 작고 아주 작은 인간 두뇌 조각은 여전히 ​​수천 테라바이트입니다.”

사이언스(Science)의 최신 지도에는 최대 50개의 시냅스로 연결된 희귀하지만 강력한 축삭 세트를 포함하여 이전에 볼 수 없었던 뇌 구조의 세부 정보가 포함되어 있습니다. 팀은 또한 광범위한 소용돌이를 형성하는 소수의 축삭과 같은 조직의 이상한 점을 지적했습니다. 그들의 샘플은 간질 환자로부터 채취되었기 때문에 그러한 특이한 형성이 병리학적인지 아니면 단순히 드문 것인지 확신할 수 없습니다.

Lichtman의 분야는 유전체학과 유사하게 개별 세포 및 배선에 이르기까지 뇌 구조에 대한 포괄적인 카탈로그를 작성하려는 “커넥토믹스”입니다. 이렇게 완성된 지도는 과학자들이 아직 거의 알지 못하는 뇌 기능과 질병에 대한 새로운 통찰을 향한 길을 밝힐 것입니다.

Google의 최첨단 AI 알고리즘을 사용하면 뇌 조직을 3차원으로 재구성하고 매핑할 수 있습니다. 또한 팀은 연구자들이 커넥톰을 검사하고 주석을 다는 데 사용할 수 있는 공개적으로 사용 가능한 도구 모음을 개발했습니다.

Google Research 공동 작업자인 Viren Jain은 “이 프로젝트에 막대한 투자가 이루어졌기 때문에 이제 다른 사람이 가서 혜택을 누릴 수 있는 방식으로 결과를 제시하는 것이 중요했습니다.”라고 말했습니다.

다음으로 팀은 기억과 신경 질환에서의 역할로 인해 신경 과학에 중요한 마우스 해마 형성을 다룰 것입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/05/240509155503.htm