Дослідники Google запустили амбітний проект зі створення карти мозку миші

Google Research у партнерстві з консорціумом престижних інституцій розпочав п’ятирічний проект вартістю 33 мільйони доларів, покликаний заглибитися у складну будову людського мозку та пролити світло на витоки психічних захворювань і неврологічних розладів. Ця амбітна ініціатива має на меті започаткувати досягнення в галузі коннектоміки, яка передбачає картографування складної мережі клітинних зв’язків у мозку. За підтримки Ініціативи “Дослідження мозку через розвиток інноваційних нейротехнологій” (BRAIN) Національного інституту охорони здоров’я (NIH), цей проект очолюють дослідники з Гарвардського університету, до нього долучилися Інституту Аллена, Массачусетського технологічного інституту, Кембриджського університету, Прінстонського університету та Університету Джона Гопкінса, а також консультанти з Дослідницького кампусу Джанелія Медичного інституту Говарда Г’юза.

Основним викликом, що стоїть перед науковою спільнотою, є розуміння людського мозку – дива обчислювальної складності, що складається з мільярдів клітин. Психічні хвороби та нейродегенеративні захворювання, включаючи деменцію, залишаються загадковими через відсутність всебічного розуміння складної мережі мозку. Коннектоміка, галузь, що стрімко розвивається, має великі перспективи для розгадки цих таємниць і потенційно пропонує шляхи для ефективного лікування.

Поточний проект буде зосереджений на картографуванні невеликої частини (2-3%) мозку мишей, а саме області гіпокампу, яка має вирішальне значення для кодування пам’яті, уваги та просторової навігації. Складаючи карту зв’язків цього життєво важливого сегмента, дослідники прагнуть прокласти шлях для майбутніх зусиль, спрямованих на всебічне розуміння всього мозку миші, а отже, і людського мозку.

У 2021 році Google Research та її партнери з Гарварду досягли значної віхи, склавши карту одного кубічного міліметра людського мозку, відому як набір даних H01. Однак для мапування всього коннектома людського мозку потрібен безпрецедентний обсяг даних – до зеттабайта, що наразі виходить за межі можливостей існуючих технологій. Зосередження уваги на мозку миші, який пропонує більш керований обсяг даних, надає безцінну можливість отримати уявлення про функції та дисфункції людського мозку.

Для реалізації цього амбітного проекту команда накопичить надзвичайний набір даних, який оцінюється приблизно в 25 000 терабайт або 25 петабайт даних про мозок. Цей набір даних, який має стати одним з найбільших в галузі біології, перевершує масштаби попередніх проектів з картування коннектома.

Проект також передбачає розробку інструментів і технологій, пристосованих для управління великими наборами коннектомічних даних. До них відносяться мережі з повним заповненням, які використовують глибоке навчання для відстеження шляхів нейронів у тривимірних об’ємах мозку, і технологія самонавчання під назвою SegCLR для автоматичного вилучення життєво важливої інформації з сегментованих об’ємів. Основна інфраструктура коннектоміки буде посилена для обробки безпрецедентного обсягу даних.

На завершення, амбітний проект Google Research зі створення карти мозку миші є значним кроком на шляху до розгадки таємниць неврологічних розладів. Завдяки спільним зусиллям з провідними дослідницькими інститутами та застосуванню передових технологій, цей проект обіцяє поглибити наше розуміння мозку і має потенціал для революції в лікуванні цілого ряду неврологічних захворювань. По мірі того, як ця ініціатива набирає обертів, наукова спільнота з нетерпінням очікує дивовижних відкриттів, які зазирнувши в мозок миші, ми зможемо дізнатися про наш власний мозок.