خارق‌العاده‌ترین تصویر از مغز انسان که تابه‌حال دیده‌اید

پروژه‌ای که اخیرا در مقیاس نانو انجام شده‌ است، منجر به جهش بی‌سابقه در درک دانشمندان از مغز انسان شده است.

این پژوهش کار یک دهه تحقیق بوده است و بزرگترین و دقیق‌ترین بازتولید مغز انسان است که به وضوح سیناپس‌ها می‌رسد، ساختارهایی که به نورون‌ها اجازه می‌دهند، سیگنال‌ها را بین آنها منتقل کنند.

جف لیچتمن، عصب شناس از دانشگاه هاروارد، می‌گوید: «یک ترابایت، برای اکثر مردم، غول‌پیکر است، اما تنها یک ذره کوچک از مغز انسان هزاران ترابایت است.»

مغز انسان بسیار پیچیده است. در سراسر قلمرو حیوانات، عملکردهای بسیاری از اندام‌های حیاتی کم و بیش یکسان است، اما مغز انسان در یک گروه خاص قرار دارد. همچنین مطالعه آن بسیار دشوار است. حتی در چنین مقیاس‌های کوچکی اتفاقات زیادی در مغز رخ می‌دهد.

هر مغز انسان حاوی میلیاردها نورون است که سیگنال‌هایی را از طریق تریلیون‌ها سیناپس، مرکز فرمانی که بدن انسان از آن اداره می‌شود، به بدن ارسال می‌کند.

درک عمیق‌تر از نحوه عملکرد این اندام بسیار پیچیده، مزایای عمیقی را برای مطالعات ما در مورد عملکرد و اختلالات مغز، از آسیب تا بیماری روانی تا زوال عقل، به همراه خواهد داشت. برای این منظور، لیختمن و همکارانش روی «کانکتوم» کار می‌کنند؛ نقشه‌ای از مغز و تمام سیم‌کشی‌های آن که می‌تواند به درک بهتر مغز کمک کند.

پژوهش این تیم بر اساس نمونه‌ای از مغز انسان بود که از بیماری صرع رنج می‌برده است و در حین جراحی برای دسترسی به ضایعه زمینه‌ای بود.

این داده‌ها با تکنیک‌ها و الگوریتم‌های توسعه‌یافته مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و به گفته محققان، «بازسازی سه‌بعدی تقریباً هر سلول و فرآیند در حجم تراز شده» را ممکن کردند.

این بازسازی که «H۰۱» نام دارد، برخی از جزئیات ظریف را در مورد مغز انسان آشکار کرده است. تیم از توجه به اینکه گلیا یا سلول‌های غیر عصبی در نمونه از تعداد نورون‌ها ۲:۱ برابر بیشتر بود، متعجب شد. شایع‌ترین نوع سلول الیگودندروسیت‌ها بودند، سلول‌هایی که به پوشاندن آکسون‌ها در میلین محافظ کمک می‌کنند.

هر نورون هزاران اتصال نسبتا ضعیف داشت، اما محققان مجموعه‌های نادر و قدرتمندی از آکسون‌ها را یافتند که توسط ۵۰ سیناپس به هم متصل شده‌اند و آنها دریافتند که تعداد کمی از آکسون‌ها در حلقه‌های غیر معمول و گسترده قرار گرفته‌اند.

از آنجایی که نمونه از یک بیمار مبتلا به صرع گرفته شده است، مشخص نیست که آیا این ویژگی‌های طبیعی، اما نادر، ویژگی‌های مغز انسان هستند یا با اختلال بیمار مرتبط هستند. در هر صورت، این کار وسعت و عمق وسیع شکاف درک ما از مغز را آشکار کرده است.