Prije deset godina, dr. Jeff Lichtman, profesor molekularne i stanične biologije na Harvardu, primio je uzorak ljudskog mozga koji je naizgled bio mali. U samo jednom kubičnom milimetru nalazilo se impresivnih 57.000 stanica, 230 milimetara krvnih žila i čak 150 miliona sinapsi. Dok su on i njegov tim krenuli prikupljati podatke 2014. godine, shvatili su da su uzeli preveliki zalogaj jer je taj uzorak bio prezahtjevan za obradu, uzevši u obzir tadašnju tehnologiju.

- Uzorak je bio manji od zrna riže, ali kada smo ga krenuli rezati i gledati, činio se zaista prekrasnim, prisjeća se Lichtman.

Uzorak mozga koji su koristili za istraživanje dolazi od pacijentice s teškom epilepsijom kojoj je tijekom operacije uklonjen mali dio moždanog korteksa. "To je standardna procedura," rekao je Lichtman, napominjući da je podrijetlo tkiva anonimno kako bi se zaštitila privatnost pacijentice, piše CNN.

Tim je koristio nož s dijamantnim rubom kako bi rezali tkivo na dijelove od 30 nanometara: "Dijelovi su bili praktično nevidljivi prilikom elektronskog snimanja."

Taj iznimno složen posao rezultirao je stvaranjem oko 300 miliona fotografija, a sve su snimljene na visokoj razlučivosti, omogućujući uvid na razini pojedinačnih sinapsi. "Samo u tom malom uzorku bilo je 150 miliouna sinapsi", kaže Viren Jain, viši istraživač u Googleu.

Jedan neuron (bijeli) prikazan sa 5.600 aksona (plavih) koji se povezuju s njim. Sinapse koje stvaraju ove veze prikazane su zelenom bojom. Tijelo ćelije (centralno jezgro) neurona je oko 14 mikrometara u prečniku. Google Research & Lichtman Lab/Harvard University/

Ovaj potez zahtijevao je primjenu umjetne inteligencije i strojnog učenja kako bi se klasificirale stanice i identificirale njihove međusobne veze. Rezultat je trodimenzionalni model koji je Google objavio javnosti pod imenom "Neuroglancer", dok su rezultati istraživanja objavljeni u prestižnom časopisu Science. Lichtman objašnjava kako podaci otkrivaju iznenađujuće informacije o mozgu. Primjerice, otkriveno je da parovi neurona imaju preko 50 veza.

- To je kao da dvije kuće u kvartu imaju 50 odvojenih telefonskih linija koje ih povezuju. Još uvijek ne znamo koja je funkcija tog fenomena, kaže on.

Pored toga, tim s Harvarda i Googlea također je otkrio fascinantne strukture unutar tkiva.

- Šta znači razumjeti naš mozak? Najbolje što možemo učiniti je opisati ga i nadati se da će iz tih opisa proizaći spoznaja, na primjer, o tome kako se normalni mozgovi razlikuju od onih pogođenih bolestima, objašnjava Lichtman.

U konačnici, ovaj projekt mogao bi dovesti do boljeg razumijevanja zdravstvenih stanja poput shizofrenije i autizma. Daniel Berger, jedan od vodećih istraživača na projektu, nada se da bi analiza neuronskih veza na ovoj razini mogla omogućiti stvaranje modela koji objašnjavaju kako funkcioniraju procesi mišljenja i pamćenja: "Iz ovoga ćemo možda moći napraviti modele koji objašnjavaju kako funkcionira mišljenje ili kako se pohranjuju informacije u mozgu."

Skup podataka sada je dostupan online, a istraživači pozivaju druge naučnike da ove informacije koriste kako bi došli do novih otkrića. "Dijelimo ga kako bi ga svatko mogao pogledati i otrkiti neke nove stvari", dodaje Lichtmam, a riječ je o prvom javno dostupnom trodimenzionalnom prikazu ljudskog mozga na subcelularnoj razini.