نگارعلی – دانشمندان با استفاده از 1.4 پتابایت داده های میکروسکوپ الکترونی توانستند قسمت کوچکی از مغز انسان را بازسازی کنند. در هر میلی متر از این فضای میکروسکوپی، 57000 سلول، 150 میلیون سیناپس و 230 میلی متر الیاف بسیار ظریف وجود دارد.
این کار اوج یک دهه تحقیق است و بزرگترین و دقیق ترین بازتولید مغز انسان است که به وضوح سیناپس ها می رسد، ساختارهایی که به اعصاب اجازه می دهند سیگنال ها را بین خود منتقل کنند.
جف لیختمن، عصب‌شناس دانشگاه هاروارد می‌گوید: «یک ترابایت برای اکثر مردم بزرگ است، اما یک مغز انسان هزاران ترابایت است.
تصویر سلول های هرمی رنگی را بر اساس اندازه نشان می دهد.
مغز انسان بسیار پیچیده است. در سراسر قلمرو حیوانات، عملکرد بسیاری از اندام های اصلی کم و بیش یکسان است، اما مغز انسان در گروه خاصی قرار دارد. درس خواندن هم سخت است. حتی در چنین مقیاس کوچک، اغلب در مغز رخ می دهد.
هر مغز انسان دارای میلیاردها نورون است که سیگنال ها را از طریق میلیون ها سیناپس به بدن ارسال می کند، مراکز کنترلی که بدن انسان بر روی آنها کنترل می شود.
یک نورون منفرد (سفید) و تمام محورهای نورون های دیگر متصل به آن.
درک عمیق‌تر از نحوه عملکرد این اندام پیچیده برای مطالعه عملکرد مغز و مشکلات ما، از آسیب‌های روحی گرفته تا بیماری‌های روانی و زوال عقل، عمیقاً مفید خواهد بود. برای این منظور، لیختمن و همکارانش روی یک “کانکتوم” کار می کنند. نقشه ای از مغز و تمام سیم های آن که می تواند به ما در درک بهتر مغز کمک کند.
توزیع سلول های عروقی و میلین در نمونه.
تحقیقات این تیم بر اساس مدل مغزی افرادی است که از صرع رنج می‌برند و در حین جراحی برای دسترسی به ضایعات زمینه‌ای است.
تراکم کمی سیناپس های تحریکی، تراکم کمی سیناپس های مهاری، درصد سیناپس های تحریکی در لایه های مختلف (کمترین مقدار بنفش و بیشترین مقدار زرد است). نورون های هرمی با سیناپس های تحریک کننده (نارنجی) و بازدارنده (آبی) بیان می شوند.
به گفته محققان، داده‌ها با تکنیک‌ها و الگوریتم‌های توسعه‌یافته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و به گفته محققان، امکان «بازسازی سه‌بعدی همه سلول‌ها و فرآیندها در مقادیر هم‌تراز» فراهم شد.
این بازسازی که H01 نام داشت، جزئیاتی را در مورد مغز انسان فاش کرد. این گروه از توجه به اینکه گلیا یا سلول های غیر عصبی در نمونه با ضریب 2: 1 از نورون ها بیشتر است، شگفت زده شدند. رایج ترین انواع سلول ها الیگودندروسیت ها هستند، سلول هایی که به پوشاندن آکسون ها در میلین محافظ کمک می کنند.
هر نورون هزاران اتصال ضعیف دارد، اما محققان خوشه‌هایی از آکسون‌های کمیاب و قدرتمند را کشف کرده‌اند که با 50 سیناپس به هم متصل شده‌اند و دریافته‌اند که تعداد کمی از آکسون‌ها در یک دایره وسیع غیرعادی مرتب شده‌اند.
یکی از حلقه های اسرارآمیز آکسون
از آنجایی که این نمونه از بیماران مبتلا به صرع گرفته شده است، مشخص نیست که آیا این موارد طبیعی هستند اما در مغز انسان نادر هستند یا مربوط به بیماری بیمار هستند. با این حال، اندازه و عمق شکاف در درک ما از مغز را آشکار می کند.
منبع: sciencealert
227227