Apstiprinājums:

Augstas kvalitātes vizuālais attēlojums precīzi atspoguļo 1 kubikmilimetra paraugu no cilvēka smadzenēm.

Attēls, kas dalīts Reddit vietnē 2024. gada 12. maijā, apgalvoja, ka tas parāda “1 kubikmilimetru smadzeņu”. Rakstīšanas brīdī ieraksts bija saņēmis vairāk nekā 26 000 balsu.

Attēls no 1 kubikmilimetra smadzenēm

Google atslēgvārdu meklēšana atgrieza desmitiem atbilstošu rezultātu, tostarp Smithsonian Magazine rakstu, kas publicēts 2024. gada maijā un aprakstīja pētniekus, kuri izveidoja “digitālo karti, kas parāda nelielu cilvēka smadzeņu gabalu ar nepieredzētu detaļu līmeni”.

Šis attēls ir autentisks un patiešām parāda 3D neironu karti, kas atrodas smadzenēs. Mēs esam novērtējuši šo apgalvojumu kā “Patiesu”, bet vispirms aprakstīsim, ko tieši nozīmē šis pētījums – un kas attēlots vizualizācijā.

Smithsonian raksts citēja rakstu, kas publicēts Nature News, kurā aprakstīts pētījums. Zinātnieki no Google Research un Harvard University’s Lichtman Lab izveidoja nelielu cilvēka smadzeņu gabalu karti, kuras detaļas tika publicētas recenzētajā žurnālā Science. Attēli parāda neironus jeb savienojumus starp smadzeņu šūnām, kas atbildīgi par informācijas pārraidi visā orgānā.

Smadzeņu paraugs tika ņemts no garozas – smadzeņu daļas, kas iesaistīta mācīšanās procesos – no 45 gadus vecas sievietes, kam veica operāciju, lai ārstētu viņas epilepsiju. Paraugs tika krāsots un saglabāts ar smagajiem metāliem, lai būtu labāk redzams, un sagriezts aptuveni 5000 šķēlītēs, kuru biezums bija tikai 34 nanometri, lai tos varētu attēlot, izmantojot elektronu mikroskopus.

Saskaņā ar Science rakstu, 3D smadzeņu karte:

… aptver aptuveni vienu kubikmilimetru tilpumu, kas ir viena miljonā daļa no visa smadzeņu tilpuma, un satur aptuveni 57 000 šūnu un 150 miljonus sinapsu – savienojumus starp neironiem… [un] ietver milzīgu 1.4 petabaitu datu apjomu.

Zinātnieki izmantoja speciāli izveidotus AI modeļus, lai savienotu attēlus kopā un trīsdimensiju rekonstruētu paraugu ar saistītajiem datu kopumiem un vizualizācijām, kas pieejami tiešsaistē.

“Nanoskalas izšķirtspējas rekonstrukcija milimetra liela cilvēka smadzeņu garozas fragmenta” tiek uzskatīta par nepieredzētu skatu uz to, kā smadzeņu audi ir organizēti dažādos slāņos, tostarp supracellulārajā, šūnu un subšūnu līmenī, saskaņā ar preses relīzi tobrīd.

Saskaņā ar autoru teikto, rekonstrukcija satur aptuveni “57 000 šūnas, aptuveni 230 milimetrus asinsvadu un gandrīz 150 miljonus sinapsu”. Caur šiem pētnieku komanda atklāja aspektus cilvēka temporālajā garozā, kas iepriekš tika nepietiekami novērtēti.

Domājams, ka sinaptisko un neironu smadzeņu ķēžu traucējumi, kas pārraida informāciju smadzeņu funkcionalitātei, spēlē lomu daudzos stāvokļos, kas sakņojas smadzenēs, sākot no šizofrēnijas un autisma līdz bipolārajam traucējumam un citām neiropsihiskajām slimībām. Ar labāku komunikācijas ceļu darbības uztveri zinātnieki cer pilnīgāk izprast, kā šie apstākļi rodas un pastāv smadzenēs.

Pētījumam pievienotajos secinājumos zinātnieki secināja, ka tas sniedz pierādījumus jaunai pieejai “vizualizēt un galu galā iegūt ieskatu parastas un traucētas cilvēka smadzeņu funkcijas fiziskajos pamatos”.

Attēls, ko izmantoja Reddit ierakstam, arī parādījās Google emuāra ierakstā, kas publicēts 2024. gada 4. maijā, aprakstot, kā attēls – un citi – tika radīti ar AI palīdzību. Tajā teikts:

Apvienojot smadzeņu attēlveidošanu ar AI balstītu attēlu apstrādi un analīzi, mūsu komandas ir rekonstruējušas gandrīz katru šūnu un visas tās savienojumus nelielā cilvēka smadzeņu audos apmēram pusi grauda rīsu lielumam.

Citas pētījumam pievienotajos attēlos redzama “blīva un sarežģīta” dažu neironu pāru karte, kas “pārsteidzoši stipri savienojas savstarpēji – caur pat 50 sinapsēm”.

Vēl viens tuvplāns parādīja sinapses “peldam”, kad tās nonāk starp neironiem, nesot sev līdzi informāciju un signālus, kas nepieciešami cilvēka dzīvei.

Signālu saņemšana ir attēlota zemāk redzamajā attēlā, kur redzams viens neirons baltajos toņos ar apkārt esošajiem aksoniem – neirona daļa, kas nosūta elektriskos signālus.

“Vēl ir daudz ko novērot un saprast no mūsu rekonstrukcijas šim cilvēka smadzeņu gabalam, un mēs ceram, ka citi pētnieki izmantos datus papildus atklājumiem,” rakstīja Google komanda.

“Zinātnieki uzskata, ka turpinot pētījumus par smadzeņu savienojumiem, viņi var vienreiz saprast lietas kā mūsu atmiņas veidojas vai kas noved pie neiroloģiskiem traucējumiem un slimībām kā autisms un Alcheimera slimība.”