人腦片段第一張亞細胞3D圖已經構建出來其中有很多難以理解的地方

經過十年的艱苦工作，終於誕生了世界上第一張具有亞細胞解析度的人類大腦片段的三維地圖。在女性大腦中一立方毫米的灰質中，發現了5.7萬個細胞和1.5億個突觸。該地圖揭示了在那裡發現的各種細胞中所有錯綜複雜的神經組織的細節，其中包括科學界未知的神經組織，這使大腦拓撲學的研究達到了一個新的水平。

圖片來源：哈佛大學和谷歌

早在 2014 年，一名被診斷患有癲癇症的女性接受了手術，切除了大腦皮層的一小部分——大腦灰質組織，用一層薄薄層覆蓋兩個半球。哈佛大學的一組科學家致力於恢復樣本最精確的三維地圖。為了做到這一點，組織中充滿了重金屬，這些重金屬與神經細胞膜的脂質層結合併發育它們以通過電子顯微鏡讀取。然後用硬化溶液將組織飽和並切成 34 nm 厚的板，然後開始掃描和映射。

來自 2D 切片的原始數據量為 1.4 PB。為了處理將圖像拼接成一個3D對象的信息，科學家們向谷歌尋求幫助。後者提供基於機器學習系統的資源。此外，科學家們在最困難的情況下手動染色織物，並檢查了模型的準確性。為了獲得更好的可視化效果，最小的細胞被染成藍色，最大的細胞被染成紅色。中等大小的細胞從通常的光譜調色板中獲得其顏色。

輸出結果是迄今為止具有亞細胞解析度的最詳細的人腦組織體積互動式圖譜。它是公開的，因此任何研究團隊都可以使用該地圖進行自己的研究。這張地圖揭示了許多令人驚訝甚至意想不到的事情。例如，科學家們已經發現了神經細胞的延伸，其形式的卵形過程具有未知的目的，這在以前是科學界未知的。還發現了鏡面狀的細胞和神經元，它們纏繞在自身周圍的神經組織中。

研究神經組織的圖譜將闡明網路的拓撲結構及其各個部分的操作。這不僅對於理解大腦的工作方式很重要，這將有助於治療許多相關疾病，而且還有望對人工智慧技術的發展產生影響。它們只能通過了解基礎知識來發展——人類大腦的工作，而人腦的工作仍然充滿了神秘。