近日

人们被一张1立方毫米的

3D人脑图谱

所震撼

据称，这是有史以来

分辨率最高、数据量最大的

关于人脑结构的数据集

 

研究发现的成对神经元，彼此几乎是完美的镜像

但目前尚不清楚这些特征在大脑中起什么作用。

图源：Google AI

 

十年磨一“图”

 

该图谱由美国哈佛大学

和谷歌的科学家们合作创建

分辨率达到纳米级别

这幅“3D地图”

包含约57000个细胞

约230毫米长的血管

和近1.5亿个神经突触

 

图源：Google AI

 

正是在这张图中

科学家们发现了

此前从未发现的特征细胞

和全新的连接模式

 

要知道

Google Research连接组学团队

已经成立十年了

作为谷歌的十年神经科学成果

这成果已发表在

《科学》（Science）杂志上

并在线公开

供全球研究人员使用

 

图源：Google AI （X截图）

 

借助AI工具

 

为了制作如此精细的图像

研究小组将捐赠的组织样本

切成5019个切片

每片相当于发丝直径的千分之一

再用高科技电子显微镜逐一扫描

 

但真正的“魔法”还在后面

↓↓↓

 

谷歌借助AI工具

（机器学习模型）

为这块脑组织

构建出交互式的3D模型

 

具体来说

需要将每个切片

与下一个切片对齐

对连接线进行颜色编码

并找到对应的连接

 

研究发现的“轴突螺旋”（蓝色部分）

这些环状轴突堆在样本中非常少见

某些情况下，它们会位于另一个细胞（黄色）的表面上

但其起着什么功能，目前仍未知。

图源：Google AI

 

这比听起来更难！

“如果你犯了一个错误

那么连接到该‘线路’的

所有连接都是错误的。”

谷歌高级研究科学家、

论文合著者维伦·杰恩

（Viren Jain）表示

 

“这可能是所有神经科学中

对计算（量）要求最密集的工作”

艾伦脑科学研究所计算神经科学家

迈克尔·霍里利兹

（Michael Hawrylycz）表示

“其中涉及的工作量非常巨大”

 

图源：Google AI

 

人脑图谱意义何在？

 

人脑

可能是现存计算最复杂的机器

对人类大脑重建的研究

有何意义？

 

谷歌的科学家认为

如果继续研究大脑的连接

或许有朝一日

就会了解

我们的记忆是如何形成的

甚至找到神经系统疾病、

自闭症、阿尔茨海默病的病因

 

谷歌团队的研究中

使用的脑组织样本来自左前颞叶。

图源：DeepTech深科技

 

“该图像是我们目前可以获得的、

最接近真实情况的图像”

美国马里兰大学

神经科学家赛斯·阿门特

（Seth Ament）表示

能够对人类大脑样本

进行如此深入的重建

这是一个重要进步

 

 

值得一提的是

芝麻粒大小的人脑组织

其产生的数据量高达1.4PB

（1PB=1024TB）

而整个大脑的突触数量

超过1000万亿

GPT-4的参数量只有2万亿

不过是其中的0.2%

 

……

 

而以上这些发现

也许只是冰山一角

研究团队表示

这份数据集非常庞大且复杂

相信未来

还有更多全新的大脑结构和特征

有待发现

 

撰文：雷渺鑫 编辑：李飞 排版：李汶键 统筹：李政葳

参考丨澎湃新闻、Google AI、新智元、DeepTech深科技

 

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