Google crea un impresionante mapa del cerebro humano

Google contribuye a cartografiar un milímetro cúbico de tejido cerebral humano que ocupa 1,4 petabytes

El cerebro humano es una de las estructuras más complejas que existen. Google, en colaboración con la Universidad de Harvard, ha publicado hoy una reconstrucción de 1,4 petabytes de una parte muy pequeña de la corteza cerebral humana.

El conjunto de archivos comprende datos de imágenes que cubren aproximadamente un milímetro cúbico de tejido cerebral, e incluye decenas de miles de redes neuronales reconstruidas, millones de fragmentos de neuronas, 130 millones de anotaciones en las sinapsis, 104 células corregidas y muchas otras anotaciones y estructuras subcelulares.

La corteza cerebral es una fina capa superficial del cerebro que desempeña un papel crucial en el pensamiento, la memoria, la planificación, la percepción, el lenguaje, la atención y la mayoría de las demás funciones cognitivas de alto nivel.

Aunque se ha avanzado en la comprensión de la organización macroscópica de este complicadísimo tejido, se desconoce en gran medida su organización a nivel de las células nerviosas individuales y sus sinapsis de interconexión.

Esta muestra de tejido fue donada anónimamente por pacientes operados de epilepsia en el Hospital General de Massachusetts de Boston (MGH). A continuación, se entregó a los investigadores del laboratorio Lichtman de Harvard.

Los investigadores de Harvard cortaron el tejido en ~5300 secciones individuales de 30 nanómetros utilizando un ultramicrotomo de recogida de cinta automatizado, montaron esas secciones en obleas de silicio y, a continuación, obtuvieron imágenes del tejido cerebral con una resolución de 4 nm en un microscopio electrónico de barrido personalizado de 61 haces paralelos para la adquisición rápida de imágenes.

El resultado final fueron 225 millones de imágenes individuales en 2D que Google cosió y alineó computacionalmente en un volumen 3D con miles de TPUs de Google Cloud que se aprovecharon en el proceso. Este mapa del cerebro humano es ahora accesible a través de la herramienta de visualización Neuroglancer de Google.

Para Google, el reto de cara al futuro es el almacenamiento, ya que el conjunto de datos actual de 1,4 petabytes es «solo una millonésima parte del volumen de un cerebro humano entero». Por ejemplo, mapear el cerebro de un ratón podría «generar un exabyte de datos». La empresa está investigando esfuerzos basados en el aprendizaje automático para comprimir los datos.

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