连接图|史上最详细人脑内部连接图发布
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大约有4000根神经纤维连接到这个神经元上 。图片来源：GoogleLichtman Laboratory
【连接图|史上最详细人脑内部连接图发布】研究人员绘制了迄今为止最详细的人脑内部连接图 ， 它展示了人脑神经元间的连接模式 。近日 ， 相关论文发布于预印本平台bioRxiv 。
这张图可以在网上免费获得 ， 其中包括5万个细胞 ， 全部以三维形式呈现 。它们由上亿根蜘蛛丝般的卷须连接在一起 ， 形成了1.3亿个突触连接 。该数据集有1.4拍字节 ， 约为计算机存储容量的700倍 。
论文作者之一、美国加州山景城谷歌研究中心的Viren Jain说 ， 该数据集如此之大 ， 以致研究人员还未能对其进行详细研究 。未参与该研究的哈佛大学的Catherine Dulac说 ， 这是我们第一次看到如此大的人脑真实结构 。
该研究始于哈佛大学Jeff Lichtman团队从一位45岁抗药性癫痫女性患者身上获得的一小片大脑 。患者接受了移除左海马体手术 。手术中 ， 外科医生必须移除覆盖在其海马体上的一些健康脑组织 。
Lichtman团队立即将样本浸泡在防腐剂中 ， 然后用像锇这样的重金属进行染色 ， 以便每个细胞的外膜在电子显微镜下都可以看到 。之后将样本嵌入树脂中使其变硬 ， 进而切成约30纳米厚的薄片（大约是人类头发直径的千分之一） ， 并使每个薄片成像 。此时 ， Jain团队接手 ， 组装二维切片形成三维模型 。他们使用机器学习重建了连接神经元的卷须 ， 并标记了不同的细胞类型 。
而所有这些细节展示的只是大脑的一小部分 。“产生的整个数据集仅代表了1立方毫米大脑 ， 通常是核磁共振扫描中的一个像素 。”Jain说 。但对Dulac来说 ， 该数据集是“未来几年的宝贵财富” 。
研究小组还在大脑皮层深处发现了以前没有观察到的神秘神经元对 。Lichtman说：“两个细胞在同一轴上指向相反方向 。”
要绘制整个人脑图需要1000倍的数据集 ， 即泽字节 。Lichtman提到 ， 这相当于全球一年产生的数字内容的总和 。但这样做可能不值得 。“我们可能会发现 ， 其中很多是来自经验的编码信息 ， 因此每个大脑都是不同的 。”他说 ， 如果不了解信息是如何存储的 ， 这些数据将无用处 。
但有专家认为 ， 一个直接的好处是有助于探索有精神健康问题的人的大脑有何不同 ， 以进一步阐明精神分裂症等疾病是如何发生的 。（唐一尘）
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