гугл создал подробную карту мозга
Google оцифровала кусочек мозга человека
Совместно с учёными Гарвардской лаборатории Лихтмана компания перенесла один кубический миллиметр ткани коры головного мозга в «цифру». Несмотря на небольшой объём материала, для хранения его виртуальной «карты» потребовался объём, сопоставимый с более чем 700 жёсткими дисками объёмом 2 ТБ каждый.
Собрать необходимые данные учёным помогла их собственная разработка — микротом ATUM, в котором используется метод просвечивающей электронной микроскопии с разрешением 4 нм. Используя этот инструмент, исследователи разделили один кубический миллиметр ткани мозга человека на 5300 секций толщиной 30 нм. Изображения, полученные путём сканирования каждого слоя, были переданы Google для формирования цифрового 3D-изображения.
Обработав полученные материалы, компания получила 225 миллионов отдельных 2D-снимков. Затем, задействовав систему облачных вычислений и специальный ИИ-алгоритм, Google объединила имеющиеся фрагменты в готовую 3D-модель, объём которой составил 1,4 петабайта. В дальнейших планах инженеров — разработка алгоритма сжатия такой информации при помощи машинного обучения.
Представленный для исследования образец был получен во время операции пациента, страдающего от эпилепсии. Детальное изучение «карты» мозга, по мнению учёных, позволит изучать природу его заболеваний мозга и бороться с ними на ранних стадиях.
Создана самая подробная карта нейронных связей в мозге человека
После долгой и кропотливой работы исследователи из Google и Гарварда опубликовали в свободном доступе одну из подробнейших 3D-моделей человеческого мозга.
В человеческом мозге насчитывается 86 миллиардов нейронов, сообщающихся между собой посредством сотни триллионов синапсов. Это запутанная сеть нейронных связей, в глубине которой таятся наши сознание, мысли чувства, воспоминания и индивидуальность.
Человеческий мозг сложнее любого существующего на сегодняшний день компьютера. Поэтому визуализация полной структуры всех его связей выглядит, на первый взгляд, совершенно непосильной задачей.
Однако исследователи со всего мира упорно трудятся, буквально собирая по кусочкам небольшие области головного мозга человека. К слову, такая карта нейронных связей называется «коннектомом», а наука, которая занимается «картографией» нервной системы – коннектомика.
В 2020 году исследователи из Google в сотрудничестве с коллегами из Медицинского института Говарда Хьюза создали коннектом мозга плодовой мушки. Звучит как довольно простая задача, однако пока что им удалось «нанести на карту» лишь около половины головного мозга насекомого.
Недавно Google совместно с исследователями из Гарварда выпустил похожую модель человеческого мозга. Точнее, его крохотного участка.
Так учёные получили 225 миллионов двухмерных изображений, которые затем «сшили» в 3D-модель.
Разные клетки и их структуры внутри образца выявляли с помощью алгоритмов машинного обучения. Исследователи лишь изредка проверяли вручную точность, с которой машины определяли принадлежность разных клеток.
Конечный результат назвали набором данных H01, и он является одной из наиболее полных карт человеческого мозга из когда-либо созданных. Он содержит информацию о 50 000 нервных клеток, 130 миллионах синапсов и, кроме того, визуализирует дополнительные детали: аксоны и дендриты нейронов, миелин и клетки ресничного эпителия.
Самым впечатляющим в этом наборе данных стало то, что он занял целых 1,4 петабайта памяти. Это больше миллиона гигабайтов.
При этом в Google утверждают, что это всего одна миллионная часть полной карты человеческого мозга.
Выходит, что огромную сложность представит не только сама работа по картированию всего этого объёма, но и поиск места для хранения этого невероятного массива информации. К тому же исследователям ещё предстоит найти способ организации полученных данных и обеспечить удобный доступ к ним.
А пока для ознакомления онлайн доступен собранный ныне набор данных H01.
Научная статья, сопровождающая это достижение, была опубликована на сайте препринтов bioRxiv.
Напомним, ранее мы писали о создании карты мозга, показывающей, где в нём «хранятся» отдельные слова (кстати, она тоже доступна онлайн). Также мы сообщали о том, что учёные обнаружили сходство человеческого мозга с пчелиным роем.
Больше новостей из мира науки и технологий вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
Инженеры Google и Гарварда создали 3D-карту части мозга с беспрецедентной детализацией
В сети появилась доступная для просмотра трехмерная карта от ученых Гарвардского университета и Google одной миллионной коры головного мозга. Карта создана с использованием 225 млн изображений и 1,4 петабайта данных.
Читайте «Хайтек» в
Человеческий мозг — самый сложный компьютер из когда-либо существовавших, и картировать этот плотный клубок нейронов, синапсов и других клеток практически невозможно. Но инженеры из компании Google и Университета Гарварда создали удобную для просмотра и поиска трехмерную карту небольшого участка коры головного мозга человека.
Исследователи начали с образца, взятого из височной доли коры головного мозга человека, размером всего 1 мм³. Его разделили на 5 300 ломтиков толщиной примерно 30 нанометров (нм) каждый. Затем образцы просканировали с помощью электронного микроскопа с разрешением до 4 нм. В результате ученые создали 225 млн двумерных изображений, которые затем были объединены в трехмерное изображение.
Алгоритмы машинного обучения сканировали образец, чтобы идентифицировать различные ячейки и структуры внутри. После нескольких проходов через различные автоматизированные системы ученые проверили данные, чтобы убедиться, что алгоритмы правильно их идентифицируют.
Слева: небольшой фрагмент набора данных. Справа: подграф нейронов, возбуждающие нейроны выделены зеленым, а тормозящие — красным.
Google / Лаборатория Лихтмана
Конечный результат, который Google называет набором данных H01, является одной из наиболее полных карт человеческого мозга, когда-либо составленных. Он содержит 50 000 клеток и 130 млн синапсов, а также более мелкие сегменты клеток — аксоны, дендриты. Карта составлена из 1,4 петабайта данных — это более миллиона гигабайт.
Сопутствующий препринт с описанием работы доступен на сайте bioRxiv.