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近日

人们被一张1立方毫米的

3D人脑图谱

所震撼

据称,这是有史以来

分辨率最高、数据量最大的

关于人脑结构的数据集

 

研究发现的成对神经元,彼此几乎是完美的镜像

但目前尚不清楚这些特征在大脑中起什么作用。

图源:Google AI

 

十年磨一“图”

 

该图谱由美国哈佛大学

和谷歌的科学家们合作创建

分辨率达到纳米级别

这幅“3D地图”

包含约57000个细胞

约230毫米长的血管

和近1.5亿个神经突触

 

图源:Google AI

 

正是在这张图中

科学家们发现了

此前从未发现的特征细胞

和全新的连接模式

 

要知道

Google Research连接组学团队

已经成立十年了

作为谷歌的十年神经科学成果

这成果已发表在

《科学》(Science)杂志上

并在线公开

供全球研究人员使用

 

图源:Google AI (X截图)

 

借助AI工具

 

为了制作如此精细的图像

研究小组将捐赠的组织样本

切成5019个切片

每片相当于发丝直径的千分之一

再用高科技电子显微镜逐一扫描

 

但真正的“魔法”还在后面

↓↓↓

 

谷歌借助AI工具

(机器学习模型)

为这块脑组织

构建出交互式的3D模型

 

具体来说

需要将每个切片

与下一个切片对齐

对连接线进行颜色编码

并找到对应的连接

 

研究发现的“轴突螺旋”(蓝色部分)

这些环状轴突堆在样本中非常少见

某些情况下,它们会位于另一个细胞(黄色)的表面上

但其起着什么功能,目前仍未知。

图源:Google AI

 

这比听起来更难!

“如果你犯了一个错误

那么连接到该‘线路’的

所有连接都是错误的。”

谷歌高级研究科学家、

论文合著者维伦·杰恩

(Viren Jain)表示

 

“这可能是所有神经科学中

对计算(量)要求最密集的工作”

艾伦脑科学研究所计算神经科学家

迈克尔·霍里利兹

(Michael Hawrylycz)表示

“其中涉及的工作量非常巨大”

 

图源:Google AI

 

人脑图谱意义何在?

 

人脑

可能是现存计算最复杂的机器

对人类大脑重建的研究

有何意义?

 

谷歌的科学家认为

如果继续研究大脑的连接

或许有朝一日

就会了解

我们的记忆是如何形成的

甚至找到神经系统疾病、

自闭症、阿尔茨海默病的病因

 

谷歌团队的研究中

使用的脑组织样本来自左前颞叶。

图源:DeepTech深科技

 

“该图像是我们目前可以获得的、

最接近真实情况的图像”

美国马里兰大学

神经科学家赛斯·阿门特

(Seth Ament)表示

能够对人类大脑样本

进行如此深入的重建

这是一个重要进步

 

 

值得一提的是

芝麻粒大小的人脑组织

其产生的数据量高达1.4PB

(1PB=1024TB)

而整个大脑的突触数量

超过1000万亿

GPT-4的参数量只有2万亿

不过是其中的0.2%

 

……

 

而以上这些发现

也许只是冰山一角

研究团队表示

这份数据集非常庞大且复杂

相信未来

还有更多全新的大脑结构和特征

有待发现

 

撰文:雷渺鑫 编辑:李飞 排版:李汶键 统筹:李政葳

参考丨澎湃新闻、Google AI、新智元、DeepTech深科技

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