Google e Harvard mapeiam nossas conexões cerebrais ridiculamente complexas em detalhes sem precedentes; vídeo

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Existem mais conexões possíveis entre os neurônios no cérebro do que estrelas na galáxia, tornando a velha “noggin” o supercomputador mais complexo que conhecemos.

Para mapear as conexões em apenas um milímetro de tecido do córtex cerebral, foram necessários mais de um milhão de gigabytes de dados e 225 milhões de imagens.

Agora montada por pesquisadores do Lichtman Lab de Harvard e do Google , a imagem 3D é a mais detalhada já obtida de nossa neurologia. A esperança é replicar este método o suficiente para criar um quebra-cabeça do cérebro humano que está sendo chamado de “conectoma”.

Dizer que o conectoma pode levar nossas vidas inteiras para ser concluído não é exagero. Para completar o conectoma de um verme C. elegans que possui apenas 302 neurônios, foram necessários 12 terabytes de dados. O Google também fez um balanço – junto com o Howard Hughes Medical Institute, em um conectoma da mosca da fruta – que tem cerca de 100.000 neurônios. Demorou um ano e 100 terabytes para gerenciar cerca de metade do cérebro da mosca-das-frutas.

Aqui, uma imagem 2D da  matéria cerebral de C. elegans é extrapolada por aprendizado de máquina e outros gubbins científicos em um mapa 3D.

Mais detalhado

Com entre 100 e 86 bilhões de neurônios e 100 trilhões de sinapses – intercâmbios elétricos e sinais entre as células, o cérebro humano é bem mais detalhado do que o de seus vizinhos invertebrados.

No entanto, pegando uma seção cúbica de um milímetro do córtex cerebral, os pesquisadores a revestiram com resina e a cortaram em cerca de 5.300 fatias individuais, cada uma com cerca de 30 nanômetros de espessura, a fim de reduzir o detalhe baixo o suficiente para a imagem com um microscópio eletrônico. Depois de tudo isso, eles ainda precisavam de mais de 200 milhões de imagens antes que pudessem remontá-lo em um mapa 3D completo.

O conjunto de dados H01, como é chamado, mede 1,4 petabytes, mais do que o Pentágono reúne em um mês, e contém 50.000 células e 130 milhões de sinapses, tornando-se a imagem mais completa de uma parte do cérebro já feita.

Observações interessantes foram feitas, por exemplo, que as células da glia, uma célula imune especializada no cérebro, superavam os neurônios em dois para um, e estão disponíveis para estudo em um artigo pré-revisão acompanhado no BioRxiv.

Em um vídeo produzido pelo Google, pode-se assistir a um processo de ampliação e redução que destaca diferentes aspectos em diferentes níveis da amostra.

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