Lidský mozek je nejsložitější strukturou ve známém vesmíru. Do detailu ho popsat je mimo současné možnosti. Ale vědci teď popsali alespoň jeho drobnou část až na úroveň jednotlivých buněk.
Milimetr krychlový mozkové tkáně je menší než špendlíková hlavička. Skrývá se v něm ale 1400 terabajtů dat a obsahuje 57 tisíc buněk, 230 milimetrů cév a 150 milionů synapsí, které tuto tkáň tvoří. Popsal to tým expertů z Harvardu a společnosti Google.
Pro srovnání: počítač prodávaný v roce 2024 může mít disk s pamětí například jeden terabajt. Zmíněný milimetr krychlový lidské tkáně má tedy paměť jako čtrnáct set počítačů.
Do posledního propojení
Harvardský tým pod vedením Jeffa Lichtmana vytvořil společně s výzkumníky společnosti Google zatím největší a nejdetailnější 3D rekonstrukci kousku lidského mozku s rozlišením synapsí. Tento model detailně zobrazuje každou jednotlivou buňku a její síť nervových spojení v kousku lidské spánkové kůry o velikosti poloviny rýžového zrnka.
Vědci proces popsali v odborném časopise Science. Tkáň dokázali prostudovat kombinací elektronového mikroskopu a umělé inteligence, kterou dodal Google. Algoritmy barevně označily a rekonstruovaly extrémně složitá propojení v lidské mozkové tkáni, které dělají z člověka člověka.
Konečným cílem této spolupráce je vytvořit mapu nervového zapojení celého myšího mozku s vysokým rozlišením, což by znamenalo zhruba tisícinásobné množství dat než to, které právě získali z fragmentu lidské mozkové kůry o velikosti jednoho kubického milimetru.
Mapa mozkové tkáně
Tato nejnovější mapa obsahuje zatím neviděné detaily struktury mozku. Autoři jsou nadšení hlavně ze vzácného, ale silného souboru axonů (výběžků nervových buněk) propojených padesátkou synapsí. Vědci také zaznamenali zvláštnosti v tkáni, s nimiž se zatím nesetkali. Šlo například o axony, které tvořily jakési víry. Není zatím jasné, jestli jde jen o krajně neobvyklý, ale přirozený jev v lidské mozkové tkáni, nebo projev nějakého problému. Argumentem pro druhou možnost je fakt, že vzorek pochází z pacienta, který trpěl epilepsií.
Tato práce je součástí relativně nového vědeckého oboru, kterému se přezdívá „connectomika“. Má podobný cíl jako genomika: kompletně popsat všechny struktury. Zatímco genomika popisuje genom, connectomiku zajímají struktury a spojení, a to od těch největších, až na úroveň jednotlivých buněk.
Až se to jednou podaří, mohly by tyto detailní mapy mozku otevřít dveře k novým poznatkům o fungování mozku a nemocech, o nichž vědci stále vědí jen pramálo.
Stejný tým bude ve výzkumu pokračovat. Teď se vrhne na myši, konkrétně na část jejich mozku, která se označuje jako hipokampus a u savců má za úkol zpracování informací.
