È molto difficile studiare i circuiti neuronali del cervello, anche per l’impossibilità di avere a disposizione il modo di osservare singoli neuroni, sinapsi e cellule. Oggi Google, in collaborazione con il Lichtman Lab di Harvard, mette a disposizione la più complessa mappa cerebrale di sempre.
Come funziona la mappa cerebrale?
Il team di scienziati di Google e il Lichtman Lab di Harvard dunque hanno unito i loro sforzi, creando una mappa 3D sfogliabile di parte della corteccia cerebrale nel set di dati H01. Le due squadre erano attive già dallo scorso anno, quando pubblicarono la più grande immagine ad alta risoluzione della connettività cerebrale di un moscerino della frutta. Lo studio del cervello umano era la logica conseguenza, pur con tutte le difficoltà del caso.
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Un grande passo avanti
Nel suo complesso, il set di dati H01 si basa su una piccola sezione del cervello, dati di imaging che comprendono appena un millimetro cubo di tessuto cerebrale. Sembra una piccola cosa, ma in realtà è un grande passo per lo studio del cervello umano. Il lavoro è stato assai meticoloso. Nel set di dati si trovano decine di migliaia di neuroni ricostruiti, milioni di frammenti di neuroni, 130 milioni di sinapsi annotate, 104 cellule corrette e tutta una serie di altre annotazioni e strutture subcellulari. Tutto questo sarà visualizzabile sull’interfaccia del browser Neuroglancer del team.
Come si crea una mappa cerebrale
Gli scienziati hanno spiegato di aver creato la mappa prelevando un campione di un millimetro cubito dal lobo temporale di una corteccia cerebrale umana. Colorato e ricoperto, il campione è stato poi tagliato in circa 5300 fette spesse circa 30 nanometri. Tali fette sono state riprese con un microscopio elettronico a scansione e risoluzione di quattro nanometri. In questo modo sono state create 225 milioni di immagini 2D, unite per diventare un volume 3D. Infine, gli algoritmi di apprendimento automatico hanno scansionato questo secondo campione per determinarne cellule e strutture: ed ecco la mappa cerebrale 3D.
Un grande spazio per una piccola sezione
L’intero set di dati occupa 1,4 petabyte di spazio di archiviazione: parliamo di circa un milione di gigabyte. Cifre notevoli se, ricordiamo ancora, si parla solo di una piccolissima sezione del cervello umano.
