Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Napěchovaný milimetr: Nejdetailnější mapa lidského mozku

Mravenčí práce a 10 let výzkumu přivedly vědce z Harvardu a Googlu k průlomovému milníku pro neurovědu – detailní 3D mapě lidského mozku. Pochopitelně ne celého.

I jeden milimetr krychlový má ale co říct o povaze jedné z nejsložitějších věcí, která ve vesmíru existuje.

I po letech soustavného snažení mají neurovědci stále jen mlhavou představu o tom, jak lidský mozek funguje. Nejsou ale zcela bezradní.

Protože v biologii struktura určuje funkci, může být cestou k lepšímu porozumění tomuto orgánu právě konektomika, obor, zabývající se detailním zmapováním komponent mozku a jejich spojení.

Mikroskopická práce

Celý projekt započal před 10 lety, kdy profesor molekulární a buněčné biologie na Harvardově univerzitě, Jeff Lichtman, obdržel malý vzorek mozkové kůry.

Během operace lékaři 45leté pacientce trpící těžkou epilepsií odebrali kousek zdravé tkáně o velikosti menší než zrnko rýže, 1 mm3 spánkového laloku, který je důležitý pro paměť, emoce a pocity.

Vzorek byl zakonzervován, zpevněn pryskyřicí a následně skutečně najemno nakrájen, konkrétně na 5 019 tenkých plátků. „Měřily asi 30 nanometrů, což je zhruba tisícina tloušťky lidského vlasu.

Byly prakticky neviditelné, nebýt toho, že jsme je obarvili těžkými kovy, což je zviditelnilo při elektronovém zobrazování,“ uvedl Lichtman. Po oskenování každého řezu vysokorychlostním elektronovým mikroskopem, který zachytil buněčné detaily v nanoměřítku, přišla řada na experty z Googlu.

Ti měli za úkol z 2D snímků vytvořit 3D rekonstrukcí. Ještě před pár lety by takový počin vyžadoval úmornou a zdlouhavou ruční práci.

Tým vedený neurovědcem Virenem Jainem ale vyvinul umělou inteligenci, která pomocí strojového učení tuto práci zautomatizovala.

Kortikální záhyby a bílá hmota v horizontálním řezu hlavy. FOTO: National Library of Medicine / Creative Commons / volné dílo
Kortikální záhyby a bílá hmota v horizontálním řezu hlavy. FOTO: National Library of Medicine / Creative Commons / volné dílo

Na velikosti nezáleží

Výsledná interaktivní 3D mapa je obrazem lidského mozku v nejvyšším rozlišení, jakého kdy vědci dosáhli. Zahrnuje více než 57 000 mozkových buněk, 230 milimetrů krevních cév a 150 milionů synapsí, sloužících k předávání vzruchů.

V celé své milimetrové kráse obsahuje mamutích 1,4 petabajtů, neboli 1 milion gigabajtů dat. Takovou úložnou kapacitu by dalo dohromady tisíc špičkových notebooků nebo více než 1 miliarda e-knih.

Jedná se o tak velký soubor dat, že jej vědci podrobně nestudovali. Místo toho datovou sadu bezplatně sdílejí online spolu s nástroji pro analýzu a korekturu.

Základní schéma synapse. FOTO: Looie496 / Creative Commons / volní dílo
Základní schéma synapse. FOTO: Looie496 / Creative Commons / volní dílo

Super-synapse

O překvapení přitom nebylo nouze. Za normálních okolností se například úponek synapse chytí pouze sousedního neuronu. Analýza však odhalila vzácná multisynaptická spojení mezi neurony v celém vzorku, které se váží až s 50 body.

„Je to podobné, jako kdyby dva domy v bloku měly 50 samostatných telefonních linek, které je spojují,“ uvedl Jain. Důvod, skrývající se za existencí těchto supersilných synapsí, je stále předmětem výzkumu.

Zvážit se musí také souvislost s epilepsií dárkyně, autoři ovšem naznačují i jiné vysvětlení. „Tato spojení by mohla vysvětlit, jak jsou zakódovány velmi rychlé reakce nebo velmi důležité vzpomínky,“ dodal vědec.

Foto: Úvodní FOTO: Erald Mecani / Creative Commons / CC BY-SA 3.0
Související články
Spánek je součástí našeho života. Obnovuje tělo i mysl, pomáhá ukládat vzpomínky a udržovat energii. Vědci dnes zkoumají i jednu z nejzajímavějších myšlenek: čištění mozku od toxinů během spánku. Mluvilo se o tom, že mozek v noci „vyplavuje“ odpadní látky, ale nejnovější výzkumy naznačují, že to může být mnohem složitější.   V roce 2012 objevili […]
Mozek epileptika někdy připomíná burzu těsně před krachem. Na první pohled se zdá, že se nic zvláštního neděje. Čísla běží, grafy kolísají, nervové buňky si vyměňují signály v přesně daném rytmu. Jenže pod povrchem se hromadí napětí. Malé výkyvy, které běžný mozek bez potíží ustojí, se postupně sčítají. A pak stačí drobný impuls jako stres, […]
Dvoulitrové srdce s výkonem 204 koní, sebevědomý design a spotřeba, která je tak trochu mañana. Nová Cupra Terramar přichází jako větší a vyzrálejší sourozenec úspěšného Formentoru. Působí drsně jako španělský rarach, ale když přijde na každodenní režim, umí být překvapivě střídmá. Tohle SUV má charisma, výkon i rozum. Terramar je přesně tím autem, které dává […]
Staré stromy, zejména duby, jsou klíčem k zachování přírodní rozmanitosti našich lesů. Poskytují totiž útočiště tisícům vzácných a ohrožených druhů. Právě na jednom z takových stromů se po více než 100 letech podařilo vědcům objevit lesknáčka dubového, jednoho z nejvzácnějších evropských brouků.   Dosud byl  znám z několika ojedinělých, převážně historických nálezů z jižní a […]
reklama
Historie
Jezdili středověcí havíři do štol na pytlích?
Někdy kolem roku 1290 jsou v oblasti dnešní Kutné Hory otevřeny bohaté stříbrné žíly. Rázem se sem sjíždějí lidé ze všech koutů království i z ciziny. Doboví kronikáři hovoří až o 100 000 příchozích, dnešní historikové jsou opatrnější a uvádějí 10 000. Mezi nimi je hodně zkušených havířů.   V počátcích těžby stříbra v Kutné […]
Dlouhá jízda: Barokní unikát lemují 7,5 metru vysoké zdi
Zámek v Děčíně jim patřil přes 300 let. Thun-Hohensteinové původem z jižního Tyrolska mu vtiskli současnou podobu, a to dvěma zásadními přestavbami. Při té první k zámeckému areálu vybudovali novou přístupovou cestu, která je zcela ojedinělou barokní stavbou svého druhu v Čechách.   Na dvoře císaře Leopolda I. (1640–1705) si v průběhu let vydobyl pevné […]
Vyvíjel Bell telefon s uchem mrtvoly?
„Pane Watsone, přijďte sem, prosím,“ telefonuje šéf svému asistentovi do vedlejší místnosti. Na první pohled na tomto hovoru není nic výjimečného. Až na to, že je to úplně první telefonní hovor historie.   Rodák ze skotského Edinburghu Alexander Graham Bell (1847–1922) má mnoho zájmů. Hraje na klavír, studuje jazyky, ale především ho fascinuje věda. Okouzlí […]
Výletní místo se změnilo v tábor smrti
Bělehrad prochází ve 30. letech minulého století výraznou architektonickou proměnou. Jedním ze symbolů modernizace hlavního města tehdejšího Království Jugoslávie má být průmyslové výstaviště Staro Sajmište.   Rozlehlý areál u řeky Sávy je otevřen v září 1937. Podívat se do něj přijdou davy lidí, které mohou obdivovat nazdobené výstavní pavilony či centrální věž s televizním vysílačem. […]
Zajímavosti
Chiang Rai: Oáza plná chrámů
Město v severním cípu Thajska okouzlí na první pohled. Jeho architektonické skvosty, každý s jedinečnou barvou, příběhem a atmosférou, vás zcela pohltí.   Bílý chrám, thajsky Wat Rong Khun, působí jako by byl postavený z porcelánu. Jeho autorem je thajský umělec Chalermchai Kositpipat (*1955). Stavba začala v 90. letech a stále není zcela dokončená. Všechno […]
Tělo zemře, zuby zůstávají: Co nám mohou prozradit!
Po mnoha tvorech, kteří běhali po Zemi před miliony lety, nám zbyl jediný důkaz. Zub! Zuby jsou také často to nejzachovalejší, co najdeme v lidských hrobech z pravěku či starověku. Proč to tak je? A jak toho využít?   Na první pohled se může zdát, že zuby vůbec odolné nejsou. Stačí chvíli nedodržovat základní návyky… […]
Černá skříňka: Co se nahrává v kokpitu?
Je to nenápadná, ale důležitá součást letadla. I když se jí říká černá, ve skutečnosti má tato „skříňka“ úplně jinou barvu. Proč?   Pokud bychom chtěli zjistit, proč se letovému záznamníku říká „černá skříňka“, musíme se vrátit do 30. let minulého století. Tehdy totiž francouzský inženýr François Hussenot (1912–1951) navrhne záznamník vybavený senzory, který zapisuje […]
Tisíciletý smích: Antika plná vtipů
Dávní Řekové sice milují filozofii a hluboké myšlenky, ale také se rádi zasmějí. Dobře dochovaná (a známá) sbírka vtipů totiž pochází z Řecka ze 4. nebo 5. století, tedy z konce starověku, a nese název Filogelos (Milovník smíchu).   Najdeme v ní 265 vtipů různého zaměření a námětů, kde často vystupuje postava scholastika. Někteří badatelé […]
Záhady a napětí
Ovládal tajuplný Cagliostro skutečnou magii?
Je považován za podvodníka, šarlatána a manipulátora. Zároveň je uctíván jako zasvěcenec, mág a nositel prastarého vědění. Sicilan Alessandro Cagliostro patří k záhadným postavám dějin. Čím víc se jej historici snaží zařadit, tím méně se to daří. A čím důrazněji jej oficiální prameny odsuzují, tím vytrvaleji jej esoterické kruhy brání. Kdo tedy je muž známý […]
Záhada prokletého automobilu Phaeton: Proč svým majitelům přinášel smrt?
Automobil Phaeton, do kterého 28. června 1914 usedli následník trůnu František Ferdinand d’Este a jeho manželka Žofie, se stal svědkem jedné z nejtragičtějších událostí 20. století. Kulky, které zasáhly jeho karoserii, změnily historii světa – vedly k první světové válce. A kolem vozu se od té doby šíří temné příběhy o záhadných nehodách a úmrtích jeho […]
Mystický pelyněk chrání, věští a odemyká tajemství
Hořká vůně, stříbrné listy a pověst byliny, která stojí na hranici mezi světy. Pelyněk provází lidstvo od antiky. Slouží jako ochranný talisman, nástroj věštců i brána do neviditelných rovin reality. Je zasvěcen bohyni Artemis, spojován s Lunou a používá se při rituálech očisty, vyvolávání vizí i k posilování intuice.   Co mají společného nizozemský malíř […]
Případ Brunovce: Útočila v obci neviditelná síla?
V tichém domě se ozvalo krátké klepání, jako by někdo neviditelný zkoušel pevnost stěn. Lampa na stole se zachvěla a židle v sousedním pokoji se bez varování převrátila. Domácí pán si právě s úlekem uvědomil, že ve svém bytě není sám – a že to, co se právě probudilo, nepatří do jeho každodenního světa. V […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Roboti součástí našich všedních životů? Jak se k tomu staví Češi?
21stoleti.cz
Roboti součástí našich všedních životů? Jak se k tomu staví Češi?
Může třeba nadávkovat léky nebo monitorovat stav člověka, stiženého vážným chronickým onemocněním. Když na to přijde, klidně si „poklábosí“ s osamělým seniorem. Je to ale něco, co jsou Češi ochotni př
Románek Novákové s trenérem?
nasehvezdy.cz
Románek Novákové s trenérem?
Zatímco muž Sandry Novákové (43) prý rád tráví čas u dobrého jídla nebo na gauči, herečka ze seriálu Ulice se rozhodla na sobě makat. Každou volnou chvíli je teď v posilovně, ale jen kvůli hezké p
Mozek ve spánku uklízí sám sebe: Jak funguje glymfatický systém?
epochaplus.cz
Mozek ve spánku uklízí sám sebe: Jak funguje glymfatický systém?
Když večer usínáme, máme pocit, že tělo jednoduše vypíná. Ve skutečnosti se ale v mozku rozbíhá důležitá noční směna. Zatímco vědomí odpočívá, speciální systém začíná odplavovat odpadní látky, které se během dne nahromadily mezi neurony. Vědci ho nazývají glymfatický systém a bez něj by se mozek postupně doslova zanášel. Během dne mozek pracuje naplno. Nervové
Teror na Istrii: Pronásledoval vesničany upír?
enigmaplus.cz
Teror na Istrii: Pronásledoval vesničany upír?
Vesnice se topí ve tmě. Za zavřenými okenicemi hoří svíčky a lidé se modlí, aby celá ta hrůza už jednou provždy skončila. Někde tam venku je přízrak. Nikdo si nemůže být jistý životem. Kdysi to byl mi
Jarní alergie pod kontrolou
nejsemsama.cz
Jarní alergie pod kontrolou
Jaro sice všichni vítají, ale pro mnohé to znamená začátek úmorného kýchání, slzení a únavy. Začíná sezona jarních alergií. Díky našim postupům ji ale můžete pořádně zkrotit, a někdy také zastavit. Stromy už začaly kvést, určitě už lísky a břízy. Do vzduchu se uvolňují miliony pylových zrn, a bude hůř. Imunitní systém alergika na ně ale reaguje přehnaně a spouští zánětlivou reakci. Výsledkem
Byla jsem až příliš nesmělá
skutecnepribehy.cz
Byla jsem až příliš nesmělá
Do nového kolegy v práci jsem se zakoukala hned první den. Jenže jsem ve vztazích neuměla chodit a bála jsem se ho oslovit… S Danou jsme byly zaměstnané v účtárně jednoho velkého výrobního podniku. Měly jsme dost rozdílnou povahu. Dana žila poměrně pestrým osobním životem a střídala muže v dost rychlém tempu, já jsem byla, co se týkalo navazování známostí, nerozhodná
Honil Platon studenty na přednášky pískáním?
historyplus.cz
Honil Platon studenty na přednášky pískáním?
„Zase pozdě,“ povzdechne si Platon a lehce protočí oči v sloup. Vidí, jak se další ze studentů trousí na jeho přednášku a zdánlivě nenápadně přisedne k hloučku ostatních. „Co jsem to jen chtěl říct?“ zamyslí se filozof. Konečně znovu naváže nit předchozího vyprávění. Každé vyrušení ho hrozně obtěžuje…   Student Alexios se líně protáhne. Sluníčko
Bramboračka podle babičky
tisicereceptu.cz
Bramboračka podle babičky
Co rychle uvařit chutného, protože jsme zapomněli nakoupit? Ideální je bramborová polévka. Infredience 8 brambor 1 mrkev 1 menší petržel 1 cibule ¼ celeru 4 stroužky česneku hrst sušených
Sklo jako působivý architektonický materiál
rezidenceonline.cz
Sklo jako působivý architektonický materiál
Velkoplošné prvky ze živého transparentního materiálu stavbu osvěžují, propouštějí do jejího nitra spoustu světla, a tím zlepšují kvalitu vnitřního prostředí. Navíc významně ovlivňují vzhled budovy. Tak jako dřevo a kámen v konstrukčních řešeních zdařile zastupuje ocel, výplně z cihelného či jiného zdiva zase velmi působivě nahrazuje sklo. Jeho vizuálního benefitu v podobě zrcadlení oblohy i
Oslava ženskosti v podání nové vůně Feragamo
iluxus.cz
Oslava ženskosti v podání nové vůně Feragamo
Úžasnou kolekci vůní Signorina doplňuje nový parfém, Signorina Romantica. Snoubí se v ní okouzlující italská elegance s odstíny růžové barvy, která ztělesňuje novou generaci která, si umí vychutnávat
Když mráz tvoří umění: Ledové štoly v Jáchymově
epochanacestach.cz
Když mráz tvoří umění: Ledové štoly v Jáchymově
V hlubinách jáchymovských dolů vzniká každou zimu neobyčejná podívaná. Mrazivý vzduch a kapající voda zde vytvářejí fascinující ledové útvary připomínající křišťálové sochy. Toto jedinečné „ledové království“ však s příchodem jara rychle mizí – a zůstávají po něm jen fotografie a vzpomínky. Zima dokáže v přírodě vytvářet neuvěřitelné scenérie – a někdy k tomu nepotřebuje ani
Aby při spaní nezlobilo…
panidomu.cz
Aby při spaní nezlobilo…
Jak vybrat správné prostěradlo, z jakého materiálu, má být samoupínací, nebo klasické? A jakou velikost zvolit?   Kvalitu spánku neovlivňuje jen postel a matrace, důležitý je i správný výběr prostěradla. Až si ho půjdete koupit, zaměřte se na čtyři důležité aspekty, podle kterých vybírejte.   Způsob uchycení * Napínací prostěradla: Jsou pohodlná, snadno se s
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz