科学家创造首张超高分辨率人脑3D地图(图)
    

研究人员利用显微镜用薄片切片机将65岁的妇女的大脑切割成7400片超薄片。

凤凰科技讯 北京时间6月24日消息,英国卫报报道,近日一支国际神经科学家小组产生了目前为止最细节的人脑地图——但是它又能作何用呢?

描绘大脑风靡一时。2009年,美国国立卫生研究院宣布了人脑连接组项目(Human Connectome Project),一个耗费几百万美元的项目,旨在创造一张人类大脑长距离连接的细节地图。两年后,艾伦脑科学研究所发布了艾伦大脑图谱,一组结合了基因活动信息和神经解剖数据的在线公共资源。今年早期,美国总统奥巴马宣布了大脑活动地图项目,旨在“重建整个神经回路的神经活动的完整纪录。”

目前一支由德国Juelich研究中心的神经科学家卡特伦·阿穆兹(Katrin Amunts )领导的国际研究学者小组已经产生了人类大脑最细节的地图。现存大脑图集的分辨率大约为1毫米,而这篇发表在期刊《科学》上的研究描绘的大脑(BigBrain)地图的分辨率要高50倍:大约为20微米,这几乎足够细节到能够看清单个细胞。

为了创造大脑地图,阿穆兹和她的同事利用了在电脑和成像分析方面的先进技术。首先,他们利用了近期死亡的一名65岁妇女的大脑,并将完整的器官嵌入固体石腊里。接着,他们利用一台名为显微镜用薄片切片机的机器将大脑切割成7400块超薄薄片,每一片只有20毫米厚。所有的切片被用上抗生素以给每个神经元的细胞体着色,并将其数字化以产生一系列图片,每张图片像素为13000*11000。最后,所有的图片都被数字化重建,以产生大脑的虚拟三维模型。

整个过程大约耗费了1000个小时,产生了1万亿字节的数据,研究人员将随后公布这些数据以供其他人使用。他们表示这个数据集“体现了一个新的参考大脑”,使得科学家能够以前所未有的细节测量大脑皮层的厚度、大脑不同区域细胞的密度以及其它解剖学参数。

大脑地图将会多有用?根据新闻发布会称:“你的大脑的显微镜角落和裂缝将以3D的形式展现,为科学家提供非常贵重的工具以更好的阐明大脑的形成和功能。”因此这就是问题所在,展示的并非你的大脑,而是一名65岁的妇女的大脑,而她的大脑与你的、我的都不尽相同。你的大脑的形成是受到先天和后天的双重影响——你遗传的基因和你长大的环境。而你所处的环境还在持续的塑造你的大脑——你的每一次体验都会在大脑里留下印记,潜移默化的改变着细胞之间的联系。

因此,我们可以说没有哪两个大脑是相同的,更没有所谓的“典型”大脑之说。每个人大脑之间的差别将严重的限制了这幅地图作为参考大脑的有效性。研究作者也承认这一点,目前正在以同样的方式绘制更多的大脑,从而添加更多信息至新的数据集里。(编译/严炎刘星)

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    收录时间:2013年06月24日 19:44:29 来源:未知 作者:严炎刘星
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