谷歌发布史上最强的大脑图谱,3D重建纳米级神经元连接

作者&投稿:苌侨 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 人类大脑复杂无比,包含860亿个神经元和100万亿个突触。对于这些神经元之间的连接方式及其如何形成思维、情感、记忆等高级功能,科学家们一直在努力探索。

最近,谷歌与哈佛大学的研究团队在《科学》杂志上发表了一篇题为《以纳米级分辨率重建人类大脑皮层的千万亿级别片段》的文章。他们对一小块人类大脑皮层的颞叶组织进行了3D建模,达到了前所未有的精细程度。这种建模在1立方毫米的组织上显示了5.7万个细胞、230毫米长的血管和1.5亿个神经突触的庞大结构,展现了“史上最强的大脑图谱”。通过纳米级别的观察,研究团队揭示了大脑神经元连接网络的壮丽景象。

大脑图谱研究涵盖了多个方向,包括细胞内部结构的组织形式、基因表达的研究等。而谷歌和哈佛的团队专注于绘制大脑的连接图谱,这是脑科学研究中一个新兴且热门的领域,称为“连接组学(connectomics)”。

重建人类大脑的研究具有深远的意义。美国普林斯顿大学神经科学研究所教授承现峻指出,连接组学揭示了大脑的可塑性,基因决定了我们的先天结构,而大脑神经元在活动过程中不断变化,连接组是由基因与经历共同塑造的。这一研究可能为个人成长提供科学解决方案,影响我们的思想和行为。

连接组学还有助于改善生活。承现峻提出,深入了解大脑连接可以帮助加速精神类疾病的药物研发,并有可能在实现永生方面产生突破。低温冷冻术研究中,借助连接组学评估冷冻过程中神经元连接的完整性,可以提高复活的可能性。此外,意识上传的研究需要精确还原大脑连接活动,连接组成为了关键。

承现峻在其著作《神奇的连接组》中强调,信息以神经元连接的方式“长”在我们身上,任何信息都是一个网络,而网络在每个人身上的结构都独一无二。理解这一点,可以帮助我们理解记忆、学习、习惯、训练、衰老、精神疾病乃至人工智能等现象的机制。连接组学为我们提供了一把重新认识人类的尺子。


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