تاریخ انتشار : ۱۴۰۰/۰۳/۱۴ ساعت ۱۱:۴۸
کد مطلب : ۲۷۵۹۹۳
تهیه نقشه سه‌بعدی مغز توسط محققان گوگل
گروه علمی: محققان گوگل و دانشگاه هاروارد در مطالعه اخیرشان موفق به ایجاد نقشه سه‌بعدی مغز شده‌اند.یک نقشه سه‌بعدی از یک میلیونیم قشر مغز با استفاده از ۲۲۵ میلیون تصویر و ۱.۴ پتابایت داده عظیم ایجاد شده است.
مغز انسان پیچیده‌ترین رایانه‌ای است که تاکنون وجود داشته است و نقشه‌برداری از پیچ و تاب مغز و انبوهی از نورون‌ها، سیناپس‌ها و سلول‌های دیگر تقریباً غیرممکن است. اما مهندسان گوگل و هاروارد نقشه سه‌بعدی قابل جستجویی از بخش کوچکی از قشر مغز انسان را در مجموعه داده‌ای موسوم به H01 ایجاد کرده‌اند.
تلاش‌های محققان در ایجاد این نقشه یک گام رو به جلو در جهت ارتقای مطالعات پیشین که سال گذشته انجام شد، محسوب می‌شود. سال گذشته گوگل و مؤسسه پزشکی هاورد هیوز بزرگترین تصویر با کیفیت بالا از اتصال مغز یک مگس میوه را منتشر کردند.محققان با نمونه ۱ میلی متر مکعبی گرفته شده از لوب گیجگاهی قشر مغز انسان کار خود را آغاز کردند. این ماده برای شفافیت بصری رنگ آمیزی شد و برای حفظ آن در رزین پوشانده شد و سپس به حدود ۵۳۰۰ قطعه که هر کدام ضخامت حدود ۳۰ نانومتر داشتند، برش داده شد. سپس از میکروسکوپ الکترونی روبشی با رزولوشن ۴ نانومتر برای تصویربرداری آن استفاده شد. این باعث ایجاد ۲۲۵ میلیون تصویر دو بعدی شد که پس از آن دوباره در یک حجم سه بعدی قرار گرفتند.
الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای شناسایی سلول‌ها و ساختارهای مختلف درون نمونه را اسکن کردند. پس از چند بار عبور از سیستم‌های مختلف خودکار، چشم انسان برخی سلول‌ها را تصحیح کرد تا اطمینان حاصل کند که الگوریتم‌ها به درستی آنها را شناسایی کرده‌اند. نتیجه نهایی آن شد که گوگل آن را مجموعه داده H01 می‌نامد و یکی از جامع‌ترین نقشه‌های مغز انسان است که تاکنون تهیه شده است. این شامل ۵۰ هزار سلول و ۱۳۰ میلیون سیناپس و همچنین بخش‌های کوچکتری از سلول‌ها مانند آکسون‌ها، دندریت‌ها، میلین و مژک‌ها است. اکنون مجموعه داده H01 به صورت آنلاین در دسترس است تا محققان و افراد علاقه‌مند آن را بررسی کنند.
مغز انسان پیچیده‌ترین رایانه‌ای است که تاکنون وجود داشته است و نقشه‌برداری از پیچ و تاب مغز و انبوهی از نورون‌ها، سیناپس‌ها و سلول‌های دیگر تقریباً غیرممکن است. اما مهندسان گوگل و هاروارد نقشه سه‌بعدی قابل جستجویی از بخش کوچکی از قشر مغز انسان را در مجموعه داده‌ای موسوم به H01 ایجاد کرده‌اند.
تلاش‌های محققان در ایجاد این نقشه یک گام رو به جلو در جهت ارتقای مطالعات پیشین که سال گذشته انجام شد، محسوب می‌شود. سال گذشته گوگل و مؤسسه پزشکی هاورد هیوز بزرگترین تصویر با کیفیت بالا از اتصال مغز یک مگس میوه را منتشر کردند.محققان با نمونه ۱ میلی متر مکعبی گرفته شده از لوب گیجگاهی قشر مغز انسان کار خود را آغاز کردند. این ماده برای شفافیت بصری رنگ آمیزی شد و برای حفظ آن در رزین پوشانده شد و سپس به حدود ۵۳۰۰ قطعه که هر کدام ضخامت حدود ۳۰ نانومتر داشتند، برش داده شد. سپس از میکروسکوپ الکترونی روبشی با رزولوشن ۴ نانومتر برای تصویربرداری آن استفاده شد. این باعث ایجاد ۲۲۵ میلیون تصویر دو بعدی شد که پس از آن دوباره در یک حجم سه بعدی قرار گرفتند.
الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای شناسایی سلول‌ها و ساختارهای مختلف درون نمونه را اسکن کردند. پس از چند بار عبور از سیستم‌های مختلف خودکار، چشم انسان برخی سلول‌ها را تصحیح کرد تا اطمینان حاصل کند که الگوریتم‌ها به درستی آنها را شناسایی کرده‌اند. نتیجه نهایی آن شد که گوگل آن را مجموعه داده H01 می‌نامد و یکی از جامع‌ترین نقشه‌های مغز انسان است که تاکنون تهیه شده است. این شامل ۵۰ هزار سلول و ۱۳۰ میلیون سیناپس و همچنین بخش‌های کوچکتری از سلول‌ها مانند آکسون‌ها، دندریت‌ها، میلین و مژک‌ها است. اکنون مجموعه داده H01 به صورت آنلاین در دسترس است تا محققان و افراد علاقه‌مند آن را بررسی کنند.
پربينندهترين مطالب و خبرها
