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谷歌发布史上最详细的大脑扫描3D图像

发布时间:2020-01-23 14:18 所属栏目:31 来源:站长网
导读:谷歌及其合作伙伴今天发布了有史以来规模最大、最详细的大脑扫描集。该项目涵盖了果蝇大脑的近三分之一,并包括了具有2000万个突触和超过25000个神经元的详细映射。他们选择果蝇的原因是,与以前的科目相比,它们足够复杂,但仍然拥有较小的脑袋,使得这项

谷歌及其合作伙伴今天发布了有史以来规模最大、最详细的大脑扫描集。该项目涵盖了果蝇大脑的近三分之一,并包括了具有2000万个突触和超过25000个神经元的详细映射。他们选择果蝇的原因是,与以前的科目相比,它们足够复杂,但仍然拥有较小的脑袋,使得这项工作可控。与蠕虫或其他低等动物不同,果蝇具有内置的导航系统,并具有高级行为功能,例如求爱舞蹈。它很像我们,只是规模小得多。

谷歌发布史上最详细的大脑扫描3D图像

在神经科学中,长期存在的假设是脑细胞之间的连通性在脑功能中起着重要作用。历史上,技术难题一直是神经科学家试图详细研究大脑网络的障碍,但这种情况正在开始改变。去年,谷歌宣布了对整个果蝇大脑的第一个纳米分辨率自动重建,该重建专注于细胞的个体形状。但是,此成就并未揭示有关它们的连通性的信息。

今天,谷歌与HHMI的Janelia研究园区的FlyEM团队合作和其他几个研究合作伙伴一同发布“ hemibrain”连接体,飞行大脑中神经元连接的高度详细的图像以及一套用于可视化和分析的工具。偏脑来自大约一半苍蝇大脑的3D图像,并且包含约25000个神经元之间的经过验证的连通性,这些神经元形成了超过2000万个连接。迄今为止,这是迄今为止任何物种中最大的大脑连接突触分辨率图。该项目的目标是创造一种公共资源,任何科学家都可以使用它来推进自己的工作,类似于20年前发布的果蝇基因组,它已成为生物学的基本工具。

成像,重建和校对半脑连接套需要数十年的研究与开发。在Janelia,开发了新方法来染色苍蝇脑,然后将组织分成单独的20微米厚的平板。然后使用定制的聚焦离子束扫描电子显微镜,对每个平板进行8x8x8nm3体素分辨率成像,以进行长达数月的连续操作。开发了计算方法来将原始数据拼接并对齐到一个连贯的26万亿像素3D体积中。

但是,如果不对苍蝇脑中的神经元进行精确的3D重建,则无法从这种类型的成像数据中生成连接套。Google于2014年与Janelia建立了合作关系,开始研究苍蝇大脑数据,专注于实现3D重建自动化以共同致力于建立连接组。经过几个迭代技术的发展,成功设计了一种方法称为洪水填充网络(FFNS)并应用它朝着重建整个hemibrain数据集。在当前项目中,我们与合作者紧密合作,优化了重建结果,使其对生成连接体(即嵌入在校对和突触检测管道中)更加有用,而不仅仅是显示神经元的形状。

(编辑:ASP站长网)

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