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
Před pětadvaceti lety vyrazila mladá doktorandka do senegalské savany s jednoduchou, ale odvážnou otázkou: kde ještě žijí poslední jedinci kriticky ohrožené antilopy Derbyho a čím se vlastně živí? Netušila, že právě tato cesta se stane začátkem jednoho z nejdéle trvajících a nejúspěšnějších českých projektů na ochranu africké fauny – projektu, který dnes nemá ve světě […]
Odpady nemusí být vyloženě jen problém, ale i příležitost. Cemex, jeden z největších producentů stavebních materiálů, ukazuje, jak proměnit odpad v cenný zdroj energie i materiálu. Díky inovacím v recyklaci betonu a energetickému využití odpadů v cementárně se tak Cemex stává lídrem udržitelného stavebnictví. V České republice vzniká každoročně přes 30 milionů tun odpadu. Mnoho z […]
Mohlo by se zdát, že v hustě osídleném území metropole už přírodovědce nic nepřekvapí. Přesto se ukazuje, že i v Praze se stále dají objevit druhy, které dosud nebyly z České republiky známy. Nedávné průzkumy vědců Botanického ústavu AV ČR ve dvou pražských přírodních památkách – v Kalvárii v Motole a Oboře Hvězda – přinesly […]
Tým vědců z Biologického centra Akademie věd ČR přinesl nové zásadní poznatky o tom, jak probíhá první fáze infekce lymské boreliózy těsně po přenosu z klíštěte. Pomocí pokročilé elektronové mikroskopie získali vůbec nejdetailnější pohled na to, jak se bakterie rodu Borrelia dostává z místa klíštěcího kousnutí do cév.   Českobudějovičtí vědci objevili dosud neznámé mechanismy chování […]
reklama
Historie
Nahradila symbol ponížení v Barceloně oáza klidu?
Katalánsko ve válce o španělské dědictví podporovalo rakouské Habsburky. Španělský trůn však pro sebe na základě mírových smluv mezi evropskými mocnostmi uhájí Filip V. z rodu Bourbonů. Katalánci to nerespektují, a tak vnuk francouzského krále Ludvíka XIV. musí jejich odpor zlomit silou.    Vojsko Filipa V. (1683–1746) koncem července 1713 oblehlo katalánskou metropoli Barcelonu. Dobývat […]
Umělec na Montmartru si užíval zelenou hodinku
Štětec letí po plátně. Pod jeho tahy se rodí hřmotná postava muže s černým kloboukem a výraznou červenou šálou. Henri de Toulouse-Lautrec právě maluje plakát k představení svého přítele, kabaretiéra Aristida Bruanta, v jehož podniku Le Mirliton na Montmartru bývá víc než doma.    „Svou situaci řeší tak, že se obrní humorem, malířstvím a nestřídmostí,“ […]
Sv. Jiří patří mezi perly české gotiky
Rytířský turnaj na Pražském hradě je v plném proudu, když se náhle ozve ohlušující rána. Bronzová jezdecká socha svatého Jiří, na kterou pro lepší výhled vyšplhal hrozen diváků, se zřítila k zemi.   Legenda praví, že římský voják jménem Jiří se ocitl v libyjském městě Kyréna právě v okamžiku, kdy si tam nelítostný drak vyžádal za oběť královskou dceru. […]
Paul Verlaine: Šílenec ztracený v dobrodružství
Průměrnému žákovi pařížského Bonapartova lycea Paulu Verlainovi je pouhých 14 let, když se v jeho životě objeví zcela nové podněty. Patří mezi ně cigarety a alkohol, ale také básně Charlese Baudelaira.   To vše nasává s náruživostí sobě vlastní. Sám začíná s psaním veršů, které ho jednou zařadí mezi špičku generace nekonformních, takzvaně prokletých básníků.   Rok […]
Zajímavosti
Největší ledovec světa je vysoký jako dva Žižkovské vysílače!
Sledovat žebříček největších ledovců světa je pořádná fuška, protože stačí teplejší počasí a pořadí se rychle promění. Aktuálně patří první příčka ledovému cvaldovi s označením A23a.   Zamrzlá Antarktida láká výzkumníky odnepaměti. Oblast šelfového ledovce, jež má přídomek Filchnerův-Ronneové, obhlíží kolem roku 1975 vědci ze Sovětského svazu a v regionu zřídí stanici s názvem Družnaja. Její […]
Diphylleia grayi: Květina, jakou jste neviděli!
Její botanický název zní Diphylleia grayi a říká se jí různě, například křišťálová květina. Má ale také mnohem drsnější přezdívky, jako skeletový květ nebo kostlivec. Ty jsou vzhledem k její neobyčejné vlastnosti docela přiléhavé.   V českých luzích a hájích ji ve volné přírodě nenajdeme. Její domovinou jsou vlhké, zalesněné hory v chladnějších oblastech Japonska, […]
Plačící sochy: Zázračné úkazy, nebo podvod?
Pětiletá Jessica Gregoriová chvíli vyděšeně zírá na ten podivný výjev, pak s křikem utíká domů: „Tati! Pomoc! Ona krvácí!“ Z očí sošky Panny Marie umístěné v zahradním výklenku pomalu stéká rudá tekutina…   Sádrová soška je jako mnoho dalších zakoupená v obchůdku na poutním místě v Međugorje v západní Hercegovině. Do italského městečka Civitavecchia ležícím nedaleko Říma ji doveze […]
Epos o Gilgamešovi: Nejstarší dílo světové literatury
Zatímco v Evropě se naši předci mlátí po hlavách kamennými sekeromlaty a bronz je považován za vzácnou novotu, v oblasti Mezopotámie vyrůstá první civilizace. Někdy kolem roku 3800 př. n. l. přicházejí Sumerové – první, kterou známe jménem. Zakládá v povodí řek Eufrat a Tigrid první městské státy.   Podle legend jim vládne jistý Gilgameš, […]
Záhady a napětí
Americký silniční trol: Monstrum z masa a kostí, nebo přízrak z legend?
Na amerických silnicích se lze setkat s mnohými podivnými jevy, od přízraků automobilů po šílené duchy. Podivná postava, o níž přicházejí zprávy už celá desetiletí, ale nepatří ani do jedné této kategorie. Road Troll, tedy v překladu něco jako „silniční troll“, má být vysoký zarostlý muž s dřevěnou nohou, který se náhle objevuje ve světle reflektorů […]
Zaměstnala NASA kněze, aby ji připravil na setkání s mimozemšťany?
Co se stane, až se poprvé podíváme do oči mimozemšťanovi? Rozpoutá se panika? Zhroutí se náboženství? Spojí se lidstvo dohromady? Podobné otázky si zřejmě klade i NASA. V roce 2021 totiž do týmu přizve anglikánského kněze, prý aby vymyslel strategii, jak lidstvo připravit na kontakt s jinou civilizací… Proč nyní? Je snad něco takového na spadnutí?   […]
Prokletý Silvianův prsten: Opravdu přináší smůlu?
Mohl by prsten způsobit pád celých legií? Záhadný artefakt ze 4. století, údajně vlastněný římským důstojníkem jménem Silvianus, byl nalezen s podivným varováním. Od jeho vykopání si smůlu připisuje řada archeologů i historiků. Co skrývá tento kousek zlata z britské minulosti? A jedná se jen o náhodu, nebo skutečné prokletí?   V roce 1785 nachází na […]
Mýty opředená mandragora: Léčivý kořen s magickou mocí?
Mandragora je tajemstvími opředená rostlina, která se od pradávna používá k magickým obřadům. Mluví o ní Shakespeare i kniha Genesis. V jaké souvislosti? Čím je „ďáblova panenka“ tak přitažlivě záhadná? Může opravdu růst jen pod šibenicemi z moči a semene oběšenců?   I kouzelník Harry Potter z fantasy románů britské spisovatelky J. K. Rowlingové (*1965) […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Magie sněhových vloček
nejsemsama.cz
Magie sněhových vloček
Pro některou z nás je zima krásné období, pro jinou jde o hrozivě dlouhé dny. Když začne padat sníh, díváme se na svět okouzlenýma očima. Kouzlit se dá i pomocí sněhové magie, která vám pomůže získat víc energie. Když padají sněhové vločky, krajina se zahaluje do tiché, bílé pokrývky, která pohlcuje všechny zvuky a přináší pocit zklidnění a harmonie. A právě v tomto tichu
Salát s grilovaným melounem
tisicereceptu.cz
Salát s grilovaným melounem
Potřebujete menší vodní meloun 3 lžíce olivového oleje 1 lžíci vločkové mořské soli mletý pepř 2 lžíce citronové šťávy 0,5 dkg sýru feta 4 listy zeleného salátu 2 hrsti polníčku 1 červenou
Římané stihli obléhací rampu v Masadě postavit za 14 dní
21stoleti.cz
Římané stihli obléhací rampu v Masadě postavit za 14 dní
Vojenskou pevnost Masada dal na skalním výběžku nehostinné Judské pouště nedaleko břehů Mrtvého moře vybudovat samotný judský král Herodes. Pevnost se mnohokrát ve své historii stala útočištěm obránců
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
Kdy Borhyová odkopne svého mladého právníka?
nasehvezdy.cz
Kdy Borhyová odkopne svého mladého právníka?
Má to být jasná zpráva půvabné moderátorky Lucie Borhyové (47) jejímu příteli, právníkovi Michalu Smečkovi (38)? Blond kráska vzbudila rozpaky videem, němž kope do věcí právě svého partnera. „Oslava
Co o vás prozradí snídaně
panidomu.cz
Co o vás prozradí snídaně
Snídáte cereálie nebo rohlík se salámem? Nebo ráno vůbec nejíte? Ať tak, či onak, snídaně hodně naznačí vaši budoucnost. Snídaně každého z nás mívají svůj tradiční charakter, výběr jídel málokdy měníme, jde zkrátka o zažitý ranní rituál. A to je podstatné. Vše, co se v naší životosprávě pravidelně opakuje, má dopad na naši tělesnou schránku
Zlato z Darkova jako zdroj výjimečné relaxace
epochanacestach.cz
Zlato z Darkova jako zdroj výjimečné relaxace
Léčivé účinky zcela unikátních jodobromových pramenů dokážou v historických Lázních Darkov využít naplno. Po pobytu zde celé vaše tělo zajásá. Oblast okolo Karviné má spousta lidí spojenou s černouhelnými doly a měsíční krajinou, které je lepší se vyhnout. Ale nevěřte všemu, co se povídá. I tady narazíte na spoustu skvostů. A Lázně Darkov jsou jedním z nich. Léčí nervy i klouby
Ohromil herec Prahu vánočním stromkem?
historyplus.cz
Ohromil herec Prahu vánočním stromkem?
Příslušníci pražské smetánky zůstávají stát se široce otevřenýma očima. Z večírků v luxusní libeňské vile jsou zvyklí na ledacos, ale ozdobený a rozsvícený vánoční stromeček vidí poprvé. Pražské Nosticovo divadlo má v roce 1798 o čem mluvit. Nastupuje do něj nový objev – Jan Karel Liebich (1773–1816). Není to ale žádný protekční chlapec. I když je mu jen
Nejkratší vláda v dějinách: Ludvík XIX. stráví na trůně pouhých 20 minut
epochaplus.cz
Nejkratší vláda v dějinách: Ludvík XIX. stráví na trůně pouhých 20 minut
Francie se probouzí do revolučního léta roku 1830. Ulice Paříže hučí, dynastie Bourbonů se hroutí a na trůn na okamžik usedá muž, který se stane králem jen na pár minut. Ludvík XIX., narozený jako Ludvík Antonín, vévoda z Angoulême, vládne nejkratší dobu v dějinách, přesto jeho jméno zůstává v učebnicích navždy. Ludvík Antonín (1775 –
Proč se můj syn povedl po svém otci?
skutecnepribehy.cz
Proč se můj syn povedl po svém otci?
Doufala jsem, že si syn vezme z otce odstrašující příklad. Opak byl pravdou. Stal se z něj stejný blázen, posedlý zdravou výživou jako je táta. Já i můj manžel Pavel jsme vyrůstali na vesnici, tak jsem si myslela, že máme na většinu věcí stejný názor. I na jídlo. Vždyť ho doma i ve škole přece také krmili svíčkovou, knedlíkem a slepicí
Model Classics Manchette se v nové elegantní a poutavé verzi pyšní zlatem a onyxem
iluxus.cz
Model Classics Manchette se v nové elegantní a poutavé verzi pyšní zlatem a onyxem
U příležitosti svého prvního výročí se Classics Manchette nyní představuje ve zlaté barvě. Ikona glam rocku od Frederique Constant se pyšní zcela černým onyxovým číselníkem, který hodinkám dodává nádh
Poltergeist na Vysočině: Po nočním útoku z domu zůstanou jen holé zdi!
enigmaplus.cz
Poltergeist na Vysočině: Po nočním útoku z domu zůstanou jen holé zdi!
V obci Bobrová v okrese Žďár nad Sázavou se v březnu roku 2006 stane něco neuvěřitelného. Neviditelná neznámá síla během jediné noci doslova zdemoluje vybavení jednoho z místních domů. Před očima jeho
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