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包含一億多個突觸、數萬個神經元
科技日報北京6月3日電 （記者張夢然）包含1.3億(yi) 個(ge) 突觸、數萬(wan) 個(ge) 神經元……通過對人類大腦皮層進行成像和重建，科學家發布了一份迄今最大的“人腦地圖”。據穀歌人工智能官方網站2日消息，該機構發布了“H01”人腦成像數據集，這也是首個(ge) 大規模研究人類大腦皮層的突觸連接的項目。
人類大腦是有史以來最複雜的“計算機”，如何繪製由大腦神經元、突觸和其他細胞組成的密集連接圖，進而厘清它們(men) 是如何形成思想、情感、記憶、行為(wei) 和意識的，是科學家長久以來的夢想，但也被認為(wei) 是幾乎“不可能完成的任務”。
穀歌聯合霍華德·休斯醫學研究所的科學家曾製作過一個(ge) “果蠅半腦連接組”，包括了昆蟲全腦的一半左右。而此次，穀歌和哈佛大學的Lichtman實驗室製作了一個(ge) 可瀏覽、可搜索的人類大腦皮層的3D“地圖”——最新的“H01”數據集容量超過100萬(wan) GB。
研究團隊從(cong) 人類大腦皮層的顳葉開始取樣，為(wei) 獲得視覺清晰度，還對其染色、塗上樹脂，再切成大約5300個(ge) 切片，每個(ge) 切片的厚度約為(wei) 30納米（nm）。團隊使用掃描電子顯微鏡對這些切片進行成像，其分辨率達4納米——這創造了2.25億(yi) 張二維圖像，再將它們(men) 拚接成一個(ge) 三維結構。
最終，這一數據集覆蓋大約一立方毫米的皮質組織，包括數萬(wan) 個(ge) 神經元、部分神經重建元片段、1.3億(yi) 個(ge) 帶注釋的突觸、104個(ge) 校對細胞以及許多其他亞(ya) 細胞注釋和結構。“H01”樣本通過4nm分辨率成像，再由自動計算技術重建和注釋，最終可讓人們(men) 看到一個(ge) 初步的人類大腦皮層結構。
這是迄今為(wei) 止人類編製的最全麵、最詳細的人類大腦“地圖”，也是第一個(ge) 大規模研究人類大腦皮層的突觸連接的樣本，該成果為(wei) 研究人類大腦提供了重要資源。這一樣本仍然隻是整個(ge) 人類大腦容量的百萬(wan) 分之一，未來的擴展研究仍然是巨大的技術挑戰。
總編輯圈點
大腦皮層，在整個(ge) 腦和全部神經係統的演化史上最晚出現，但功能卻最高階。換句話說，為(wei) 什麽(me) 我們(men) 有“高級認知功能”？如思考、記憶、計劃、感知、語言和注意力，可能就要從(cong) 大腦皮層中尋找答案。多年來，科學家已經在理解複雜大腦的宏觀結構上取得長足進步，但對於(yu) 單個(ge) 神經細胞水平上的構造、相互連接的突觸，尚有許許多多問題未厘清。感謝匿名的捐贈者，讓科學家利用那些原本會(hui) 被丟(diu) 棄的切除組織，構建出一幅微小卻也宏大的“地圖”，讓人類對自己的大腦深處有了前所未有的了解。
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