gov-civil-vilareal.ptCientíficos de Google y Harvard crean un mapa 3D del cerebro humano utilizando 225 millones de imágenes
>Demostrando cuán extraordinario es el órgano del cerebro humano, un equipo de científicos con Google y la Universidad de Harvard acaba de conjurar un asombroso mapa codificado por colores de casi 4.000 axones entrantes que se conectan a una sola neurona.
Esta impresionante mapa 3D navegable que representa solo una millonésima parte de la corteza cerebral, se ha compuesto utilizando 225 millones de imágenes separadas y 1,4 petabytes de datos que procesan una supercomputadora. Los principales objetivos de este proyecto eran producir un recurso novedoso para estudiar el cerebro humano y mejorar y escalar las tecnologías de conectómica subyacentes.
Trazar un mapa del enrevesado desorden de neuronas, sinapsis y células neurológicas es una tarea formidable en el mejor de los casos, pero estos ingenieros diligentes lograron resultados admirables con este ambicioso proyecto de materia gris para crear una especie de diagrama de cableado del cerebro humano ('conectoma') basado en sus 86 mil millones de neuronas conectadas a través de 100 billones de sinapsis.
Crédito: Google / Laboratorio Lichtman
En enero de 2020, Google lanzó el conectoma del hemibrain de la mosca, una base de datos en línea que ofrece la estructura morfológica y la conectividad sináptica de aproximadamente la mitad del cerebro de una mosca de la fruta. Esta base de datos detallada y sus herramientas de visualización han alterado totalmente la forma en que se entienden los circuitos y vías neuronales en el cerebro de la mosca.
Ahora en un gran avance, Google y el laboratorio Lichtman de la Universidad de Harvard ha presentado un modelo alucinante de una micro sección del cerebro humano, que comenzó con una muestra microscópica obtenida del lóbulo temporal de una corteza cerebral humana. Esta rebanada fue teñida para mayor claridad visual, luego recubierta con resina para protegerla y preservarla.
Luego, la muestra quirúrgica se cortó en cubitos en aproximadamente 5.300 rebanadas, cada una de aproximadamente 30 nanómetros (nm) de grosor. Se empleó un microscopio electrónico de barrido junto a la imagen de la muestra, con una resolución máxima de hasta 4 nm. Todo esto dio como resultado la creación de 225 millones de imágenes bidimensionales que podrían unirse para manifestar un solo volumen 3D.
Los algoritmos de aprendizaje automático escanearon cuidadosamente el corte para identificar las diferentes células y sus estructuras subyacentes. Después de algunas pasadas por varios sistemas automatizados, los ojos humanos proporcionaron una pasada de edición visual para algunas células para determinar si los algoritmos las identificaban correctamente o no.
Crédito: Google / Laboratorio Lichtman
Google ha llamado a este resultado el Conjunto de datos H01 , y se considera que es quizás el mapa más completo del cerebro humano que existe. Con 50.000 células y 130 millones de sinapsis, además de segmentos celulares más diminutos como axones, dendritas, mielina y cilios, esta sorprendente interpretación nació solo mediante la utilización de más de un millón de gigabytes de datos.
Pero el elemento loco de este avance es que Google etiqueta esta muestra en miniatura como solo una millonésima parte del volumen de todo el cerebro humano.
A medida que el equipo de Lichtman Lab escala este gigantesco mapa cerebral aún más en el futuro, todo el conjunto de datos de H01 está disponible en línea para que investigadores y académicos lo investiguen, con un documento preimpreso que muestra el trabajo disponible en bioRxiv .
