Ricercatori di Google e scienziati di Harvard hanno combinato l’imaging cerebrale con l’intelligenza artificiale, ricostruendo le cellule e il tessuto del cervello grande quanto mezzo chicco di riso.
Dal 2018, il Lichtman Lab ha mappato scrupolosamente ogni cellula e sinapsi in un minuscolo campione di cervello di un paziente umano. Sebbene il campione rappresenti solo un milionesimo del volume di un cervello umano, la sua mappatura così dettagliata ha generato 1,4 milioni di gigabyte di dati. Per gestire un set di dati così grande, Lichtman Lab ha chiesto aiuto a Google. La collaborazione ha prodotto la più grande mappa di un campione di cervello umano prodotta finora.
Mappare 150 milioni di sinapsi di un cervello umano
Nella loro mappa, gli scienziati hanno scoperto alcune cose interessanti. Molte coppie di neuroni nel campione avevano connessioni estremamente forti, con dozzine di sinapsi che collegavano due cellule. Connessioni così forti non sono state segnalate nel cervello dei topi. Hanno anche identificato coppie di cellule triangolari che puntano in direzioni opposte e “vortici” di assoni che si uniscono in forme complesse. I ricercatori non sanno come queste strutture influenzino la funzione del nostro cervello.
I dettagli dell’esperimento
Questo particolare studio è nato a causa di una serie di fortunate coincidenze. Il primo era che il prelievo di un frammento di tessuto asportato da un intervento chirurgico su un paziente epilettico aveva prodotto un campione di qualità sufficientemente elevata da poter essere sottoposto a un’analisi connettomica. Il secondo è stato che Shapson-Coe si è unito al Lichtman Lab e ha spinto con entusiasmo per l’imaging e lo studio del campione. Il terzo era che il gruppo Connectomics di Google era interessato a un nuovo set di dati e in grado di aiutare a memorizzare ed elaborare i dati.
I risultati dello studio
Gli autori sono orgogliosi dei risultati ottenuti e attendono con ansia i risultati futuri. “Riprendere l’immagine di un pezzo di tessuto cerebrale umano, con una dimensione dell’ordine dei millimetri e una risoluzione dell’ordine dei nanometri, non ha precedenti e abbiamo solo scalfito la superficie in termini di analisi biologiche del set di dati”, affermano. “Abbiamo sviluppato strumenti per consentire l’esplorazione e l’analisi di questo set di dati da parte di qualsiasi individuo o gruppo interessato. Ci aspettiamo nuove grandi scoperte in futuro”.
