بـ225 مليون صورة.. تطوير خريطة ثلاثية الأبعاد لجزء صغير من دماغ الإنسان

طورت شركة غوغل بالتعاون مع علماء في جامعة هارفارد خريطة ثلاثية الأبعاد قابلة للتصفح لجزء صغير من دماغ الإنسان، باستخدام 225 مليون صورة وأكثر من مليون غيغابايت من البيانات.

وتُظهر الخريطة المشفرة بالألوان 4000 محور عصبي متصل بخلايا عصبية واحدة، الخلية الأساسية في نظامنا العصبي، والمسؤولة عن تلقي المدخلات الحسية.

وعلى الرغم من أنها لا تمثل سوى ملليمتر مكعب واحد من أنسجة المخ، إلا أن هذه هي أكبر عينة من أنسجة المخ تم تصويرها وإعادة بنائها بهذه التفاصيل.

كما تشتمل على عشرات الآلاف من الخلايا العصبية التي أعيد بناؤها، وملايين شظايا الخلايا العصبية، و130 مليونا من نقاط الاشتباك العصبي المشروحة والتركيبات تحت الخلوية، بما في ذلك المحاور والأهداب والتشعبات والميلين.

ولإنشاء الخريطة، أخذ الباحثون في غوغل ومختبر Lichtman بجامعة هارفارد عينة مجهرية من الفص الصدغي لقشرة دماغية بشرية.

كانت عينة الأنسجة هذه مغلفة بالراتنج، قبل تقطيعها إلى 5300 شريحة، يبلغ سمك كل منها حوالي 30 نانومتر، بعد ذلك قام مجهر إلكتروني يمكنه التكبير إلى حوالي 4 نانومتر بفحص العينة، ما أدى إلى إنشاء 225 مليون صورة ثنائية الأبعاد، يمكن تجميعها معا لإظهار حجم واحد ثلاثي الأبعاد .
وحتى مع كل هذا الجهد، فإن الخريطة تفصّل فقط مليمترا مكعبا واحدا من دماغ الإنسان.

جدير بالذكر أنه في كانون الثاني/ يناير 2020، أصدرت غوغل خريطة مشابهة توضح بالتفصيل هياكل ووصلات نصف دماغ ذبابة الفاكهة.

على صعيد آخر، تم تقديم عينات الأنسجة الخاصة بالمشروع بشكل مجهول من قبل المرضى في مستشفى ماساتشوستس العام، حيث يقوم الجراحون بإزالة أجزاء من القشرة الدماغية الطبيعية أثناء إجراء جراحة للتخفيف من الصرع.

الخريطة الثلاثية الأبعاد هي أول دراسة واسعة النطاق للتوصيل المشبكي في القشرة البشرية التي تمتد على أنواع متعددة من الخلايا عبر جميع طبقات القشرة الست.

وقالت غوغل إن الأهداف الرئيسية للمشروع كانت إنتاج طريقة جديدة لدراسة الدماغ البشري مع تحسين التكنولوجيا الأساسية المستخدمة في رسم خريطة للجهاز العصبي للكائن الحي.