نظرة على أطلس نانوي ثلاثي الأبعاد لجزء صغير من دماغ الإنسان

مُسحت خمسة آلاف شريحة من الدماغ كل منها على حدةٍ، ويعادل عرض كل واحدة منها جزءاً من الألف من سمك شعرة الإنسان. هذا ما تطلَّبه الأمر لتكوين هذه الصورة: أطلس بالمقياس النانوي للدماغ البشري. فكل ملليمتر مكعب واحد منه يحتوي على 57,000 خلية، و230 ملم من الأوعية الدموية، وما يقرب من 150 مليون مشتبك أو وصلة عصبية.

حصل الفريق الذي نجح في تكوين هذه الصورة، ويضم باحثين من جامعة هارفارد Harvard University ومن غوغل Google، على عينة النسيج الحي من دماغ امرأة في أثناء خضوعها لعملية جراحية للسيطرة على نوبات الصرع. ثم قطَّعوا العينة إلى شرائح. مسح الفريق بعد ذلك كل شريحة منها باستخدام مجهر إلكتروني عالي السرعة، واستخدموا نمذجية تعلم الآلة Machine learning لدمج 5,000 عملية مسح معاً لتكوين الصورة.

تُمثل هذه الصور تحدياً حسابياً ضخماً، فقد استهلكت 1.4 بيتابايت من البيانات. وهذا يعادل بث 14,000 فيلم كاملة بدقة 4K. ويقول الباحثون إن دقة الخريطة تكشف بالفعل عن عيوب في التفكير العلمي العصبي الحالي. قال البروفيسور جيف ليشتمان Prof Jeff Lichtman، أحد علماء الأعصاب الرئيسين في المشروع: ”كان هناك كثير من الأشياء التي لا تتوافق مع ما يمكن أن نقرأه في كتاب جامعي“.

في المشروع التالي، وبدلاً من رسم خريطة للدماغ البشري بكامله – الأمر الذي يتطلب، إلى جانب القدرة الحسابية الهائلة، دماغاً كاملاً من متبرع حي – يخطط الباحثون لوضع صورة ثلاثية الأبعاد لدماغ فأر بكامله.