Ερευνητές του Χάρβαρντ µε τη βοήθεια προγράµµατος τεχνητής νοηµοσύνης (ΑΙ) της Google πέτυχαν τη µεγαλύτερη µέχρι σήµερα τρισδιάστατη ανακατασκευή τµήµατος του ανθρώπινου εγκεφάλου, που δείχνει µε µεγάλη λεπτοµέρεια κάθε κύτταρο και πλέγµα των νευρωνικών συνδέσεων.

Το πρόγραµµα ΑΙ εντόπισε τα µονοπάτια των νευρώνων και άλλων κυττάρων

Πρόκειται για ένα κυβικό χιλιοστό εγκεφαλικού ιστού από τον κροταφικό φλοιό, που περιέχει περίπου 57.000 κύτταρα, 23 εκατοστά αιµοφόρων αγγείων και σχεδόν 150.000.000 συνάψεις νευρώνων. Το δείγµα ελήφθη από 45χρονη ασθενή µε επιληψία, η οποία υποβλήθηκε σε χειρουργική επέµβαση. Οι ερευνητές τεµάχισαν τον ιστό σε φλοίδες 1.000 φορές λεπτότερες από µια ανθρώπινη τρίχα και στη συνέχεια έλαβαν εικόνες µε ηλεκτρονικό µικροσκόπιο καταγράφοντας λεπτοµέρειες της δοµής του εγκεφάλου µέχρι τη νανοκλίµακα (χιλιοστά του χιλιοστού). Στη συνέχεια, το πρόγραµµα ΑΙ εντόπισε τα µονοπάτια των νευρώνων και άλλων κυττάρων στα επιµέρους τµήµατα.

Διαβάστε ακόμα: Καρκίνος εγκεφάλου: Πρωτοποριακή θεραπεία εξάλειψε τον όγκο σε μόλις 5 ημέρες

Το συνολικό µέγεθος των πληροφοριών που προέκυψαν ξεπέρασε τα 1,4 petabyte – περίπου όσο 14.000 ταινίες µεγάλου µήκους ανάλυσης 4k. Η ερευνητική οµάδα διαθέτει ελεύθερα τον χάρτη που προέκυψε σε όποιον ερευνητή ενδιαφέρεται. Χρησιµοποιώντας τα δεδοµένα, οι ερευνητές ανακάλυψαν προηγουµένως υποτιµηµένες πτυχές του κροταφικού φλοιού, µεταξύ των οποίων µεγάλο αριθµό νευρογλοιακών κυττάρων πάνω από τους νευρώνες. Εντοπίστηκαν, επίσης, σπάνιες περιπτώσεις νευρώνων µε δεκάδες συνάψεις µε άλλα κύτταρα: ενώ το 96% έχει µόνο µία σύνδεση, το 3% έχει δύο και σε µερικές περιπτώσεις καταγράφηκαν έως και 50 συνάψεις.

Ο µεγάλος στόχος

Ο επικεφαλής της έρευνας, Τζεφ Λίχτµαν, εκτιµά ότι τέτοιες ισχυρές συνδέσεις ίσως συνδέονται µε καλά µαθηµένες συµπεριφορές, όπως το να αφαιρείς το πόδι σου από το γκάζι και να πατάς το φρένο σε κόκκινο φως. Επί τους παρόντος θεωρείται αδύνατο να καταγραφεί το σύνολο του ανθρώπινου εγκεφάλου. Ο µεγάλος στόχος για τη συνέχεια είναι να δηµιουργηθεί χαρτογράφηση υψηλής ανάλυσης των νευρώνων του εγκεφάλου ενός ποντικιού, κάτι που υπολογίζεται ότι θα απαιτούσε περίπου 1.000 φορές µεγαλύτερο όγκο δεδοµένων από αυτόν που µόλις παρήγαγαν από το τµήµα του ανθρώπινου φλοιού