Žmogaus smegenys yra sudėtingiausias mums žinomas objektas Visatoje, tačiau iki šiol mažai žinoma apie tai, kaip iš tiesų jos veikia. Šįkart mokslininkams pavyko didele raiška užfiksuoti trimatį smegenų trupinėlio vaizdą, o rezultatai juos smarkiai nustebino.
Itin didelės raiškos trimačiame modelyje mokslininkams pavyko užfiksuoti ne tik pavienius neuronus ir kraujo kapiliarus pelės smegenyse, bet net pavienių ląstelių jungtis ir cheminėmis medžiagomis užpildytus maišelius tarp jų.
„Smegenys yra gerokai sudėtingesnės nei mes kada įsivaizdavome, – sakė Narayananas Kasthuris iš Bostono medicinos universitetinės mokyklos. – Mes turėjome aiškią idėją, kaip tvarkingai neutronai susijungia vieni su kitais, tačiau pažvelgus tiesiogiai įsitikini, kad taip nėra. Jungtys yra tokios padrikos, kad sudėtinga suvokti, kaip tai organizuojama, bet mes patikrinome ir pastebėjome aiškų modelį, kurio negalima paaiškinti atsitiktinumais.“
Žmogaus smegenis sudaro per 86 mlrd. neuronų, tačiau apie jų sandarą žinoma mažai. Bandant užfiksuoti aukštos raiškos atvaizdus susidurta su keliomis problemomis: mokslininkai galėjo padaryti arba žemos raiškos 3D atvaizdą, arba aukštos raiškos dvimatę nuotrauką.
Naujojo tyrimo autoriai sugalvojo, kaip šią problemą išspręsti.
Mokslininkai dėmesį sutelkė į pelės smegenų regioną, kuris priima ir apdoroja signalus iš ūsų. Iš čia buvo paimtas mažas gabalėlis ir pjaustomas itin plonais (29 nanometro) griežinėliais. Tuomet kiekvienas jų buvo nufotografuojamas elektronų mikroskopu tokia raiška, kad sudėtinga atskirti pavienes molekules. Šie vaizdai vėliau sujungti į trimatį modelį.
Kokia jo raiška? Palyginimui, magnetinio rezonanso nuotraukos vienas pikselis sudaro maždaug milijardą taškų šiuose atvaizduose.
Šiame vaizdo įraše galite pamatyti vos 1,5 kubinio milimetro dydžio pelės smegenų trupinio trimatį vaizdą.
Norint tokiu būdu išanalizuoti visas smegenis, mokslininkams prireiktų penkerių metų ir milijonų terabaitų talpos kietojo disko.
