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新脑图能预测行为

科学
wanwan (42055)发表于 2021年12月07日 16时31分 星期二
来自龙岛
去年夏天一组哈佛大学神经科学家和 Google工程师公布了首张小块人脑连接图。大约针头大小的组织被保存下来,用重金属染色,切成 5,000 片,在电子显微镜下成像。这块立方毫米大的组织仅占人类整个大脑的百万分之一。而描绘它的数据达到 1.4PB,包括神经细胞、血管等色彩鲜艳的显微镜图像。论文资深作者、哈佛大学的 Jeff Lichtman 表示:“就像发现了新大陆。”他描述了其团队在人体组织中发现的一系列令人费解的特征,包括在其他动物中从未见过的新型细胞,例如轴索卷曲并相互缠绕的神经元和有两个而不是一个轴索的神经元。他表示这些发现只是皮毛:完全搜索样本的难度大概相当于行驶过北美的每条道路。

Lichtman 在职业生涯中一直致力于创建和研究这些类型的神经连接组(connectomes)——一个完整的或部分活大脑内所有神经连接的综合图。由于连接组支持了所有与大量大脑物质相关的神经活动,因此它是理解其如何进行思考、感觉、移动、记忆和感知等的关键。然而不要指望很快就会有一个完整的人脑连接组,因为技术上不可行:Lichtman 指出,它的数据是 ZB 级别的,相当于当今世界存储内容的很大一部分。事实上唯一具有完整连接组的物种是秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)——一种不起眼的蛔虫。

尽管如此,科学家从蠕虫、苍蝇、老鼠和人类中积累的大量连接组数据对神经科学产生了强大的影响。由于绘制大脑的技术越来越快,Lichtman 和其他研究人员很高兴大规模神经连接组学——绘制和比较一个物种多个个体的大脑——终将成为现实。