十年磨一「图」,谷歌震撼发布纳米级人脑图谱!AI加持人类大脑研究

AIGC动态3周前发布 AIera
102 0 0
十年磨一「图」,谷歌震撼发布纳米级人脑图谱!AI加持人类大脑研究

 

文章摘要


【关 键 词】 人脑连接组纳米级分辨率神经网络3D建模神经系统疾病

谷歌研究的连接组学团队在成立十年之际,发布了一张1.4PB的人脑连接组图,这张图以纳米级分辨率展示了人类大脑皮层的结构。图中包含了57,000个细胞和1.5亿个突触,覆盖了大约一立方毫米的体积,是整个大脑的百万分之一。这项研究的成果已经发表在Science杂志上,并得到了Nature的报道。

研究团队利用高通量的方法研究大脑中的神经网络架构,以增进我们对大脑结构和功能的理解。通过对捐赠的大脑样本进行高分辨率成像,科学家们发现了此前未知的特征细胞和全新的连接模式。这些发现对于理解记忆形成、神经系统疾病、自闭症、阿尔茨海默病的成因具有重要意义。

哈佛研究人员从捐赠的大脑样本中收集了数千张极薄的横断面图像,谷歌则利用先进的AI工具对这些图像进行了3D建模这个3D模型凸显了人脑的高度复杂性,仅这一小片样本(长约3毫米,占人脑容量百万分之一)就需要超100万GB的数据,即1.4PB。这是有史以来分辨率最高、数据量最大的关于人脑结构的数据集。

研究人员还发现了一个奇特的现象,细胞群往往是以“镜像对称”的方式出现。此外,他们还观察到了一个“轴突螺旋”的奇特结构,但其功能尚不明确。研究中还展示了单个神经元接收信号的复杂网络,以及大脑中神经元的紧密连接。

这项研究的连接组学成像方法使用纳米级分辨率,重建了大脑皮层中千万亿体素级别的片段,包括1600个神经元、32000个神经胶质细胞、8000个血管细胞、1.5亿个突触。要进行重建工作,首先需要采集真实样本的图像数据,然后使用多波束扫描电子显微镜收集高分辨率图像。在此基础上,团队将图像数据进行对齐、缝合,重建了每个细胞的三维结构,包括轴突和树突,识别细胞间的突触连接并对细胞进行分类。

这项研究不仅为我们提供了一个深入了解大脑结构和功能的机会,也为未来的神经科学研究奠定了基础。通过揭示大脑的连接模式,我们有望更好地理解记忆、情感、认知等复杂功能,以及神经系统疾病的发病机制。

原文和模型


【原文链接】 阅读原文 [ 3816字 | 16分钟 ]
【原文作者】 新智元
【摘要模型】 moonshot-v1-32k
【摘要评分】 ★★★★★

© 版权声明
讯飞星火大模型

相关文章

星火内容运营大师

暂无评论

暂无评论...