迄今为止最复杂 谷歌和哈佛创建出3D大脑地图

作者:Yu 来源:原创 2021-06-03

  研究大脑的神经回路并非易事,因为目前还没有每个神经元、突触和其他可用细胞的可视图。

  但时代在变,据外媒报道,近日,来自谷歌和哈佛大学Lichtman实验室的一组科学家共同努力,将部分大脑皮层的可浏览3D地图创建到H01数据集中。

迄今为止最复杂 谷歌和哈佛创建出3D大脑地图

  该团队的努力是谷歌和霍华德·休斯医学研究所2020年开展的工作向前迈出的一步,当时他们发表了果蝇大脑连接的高分辨率图像。下一个合乎逻辑但很棘手的步骤是人类的大脑。

  H01数据集基于人脑的一小部分,包括覆盖大约一立方毫米脑组织的成像数据。

  实际上,这是一项非常细致的工作。该数据集包括数万个重建神经元,数百万个神经元片段,1.3亿个带注释的突触,104个校正细胞,以及许多其他亚细胞注释和结构——所有这些都可以在研究小组的Neuroglancer浏览器界面上随意查看。

  为了绘制地图,科学家们解释说,他们从人类大脑皮层的颞叶中提取了一个样本。在染色和涂层之后,样品被切成大约5300个30纳米厚的薄片。这些切片用四纳米分辨率的扫描电子显微镜成像。这一过程创建了2.25亿张2D图像,这些图像被精心拼接在一起,创建了一个3D卷。

  然后机器学习算法开始扫描3D样本,以确定其不同的细胞和结构,最终形成H01数据集——世界上最全面的人类大脑地图之一。

  该项目最吸引人的部分之一是,整个数据集占用了高达1.4PB的存储空间,这只是人类大脑的一小部分。

  据了解,这项研究成果已被发表在bioRXiv上。

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