Un millimetro cubo di cervello ricostruito nei minimi dettagli: la mappa 3D creata insieme a Google
Un millimetro cubo di cervello umano come mai visto prima d’ora: a stupire con la mappa di tessuto cerebrale più dettagliata di sempre sono i ricercatori dell’Università di Harvard che, con il contributo degli esperti di Google, hanno creato la più grande ricostruzione 3D di un frammento di cervello umano. Al suo interno, ci sono circa 57mila neuroni, 230 millimetri di vasi sanguigni e quasi 150 milioni di sinapsi, per un totale di 1.400 terabyte di dati. Ad oggi, è l’immagine di parte del cervello umano con la più alta risoluzione mai raggiunta.
La mappa 3D di un millimetro cubo di cervello umano
Per realizzare una mappa 3D così dettagliata, i ricercatori hanno utilizzato le immagini di microscopia elettronica ad alta velocità ottenute da un campione di tessuto di corteccia prefrontale (5.000 immagini), impiegandole per istruire un modello di apprendimento automatico che le ha “ricucite” elettronicamente. Il solo set di dati grezzi, hanno spiegato i ricercatori, occupava 1,4 petabyte, e la loro combinazione con gli algoritmi di intelligenza artificiale per codificare i colori e ricostruire la complessa rete neurale ha richiesto quasi 10 anni.
L’impresa che, probabilmente rappresenta il lavoro più intensivo al computer di tutte le neuroscienze, è stata pubblicata in un articolo di ricerca sulla rivista Science. “Per capire veramente come funziona il cervello umano, come elabora le informazioni, come immagazzina i ricordi, abbiamo bisogno di mappe con questo livello di risoluzione nanometrica” ha affermato Viren Jain, ricercatore senior di Google e coautore dell’articolo.
L’obiettivo finale della collaborazione, sostenuta dalla BRAIN Initiative del National Institutes of Health degli Stati Uniti, è quello di creare una mappa ad alta risoluzione della rete neurale dell’intero cervello di un topo, che comporta circa 1.000 volte la quantità di dati appena prodotti per la mappa di un millimetro cubo di cervello umano.
Un “frammento” come ironicamente chiamato dai ricercatori, che hanno evidenziato come “un terabyte di dati sia, per la maggior parte delle persone, uno spazio di gigantesco, nonostante un minuscolo pezzettino di cervello umano occupi addirittura migliaia di terabyte”.
La mappa, disponibile gratuitamente su una piattaforma web chiamata Neuroglancer, vuole essere una risorsa che altri ricercatori potranno utilizzare per fare le proprie scoperte. “D’ora in poi, chiunque sia interessato a studiare la corteccia umana con questo livello di dettaglio, può accedere personalmente ai dati – ha aggiunto Jain – . Tutti potranno valutare determinate strutture per assicurarsi che tutto sia corretto e quindi pubblicare i propri risultati”.
