Χάρβαρντ και Google γράφουν ιστορία - Ανακατασκεύασαν τμήμα εγκεφάλου σε... 3D

Τη μεγαλύτερη μέχρι σήμερα τρισδιάστατη ανακατασκευή τμήματος του ανθρώπινου εγκεφάλου που δείχνει με μεγάλη λεπτομέρεια κάθε κύτταρο και πλέγμα των νευρωνικών συνδέσεων, δημιούργησαν ερευνητές του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ και της Google Research. Το επίτευγμά τους περιγράφεται σε δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

Η ανακατασκευή αφορά ένα κυβικό χιλιοστό εγκεφαλικού ιστού από τον κροταφικό φλοιό, που ωστόσο περιέχει περίπου 57.000 κύτταρα, 230 χιλιοστά αιμοφόρων αγγείων και σχεδόν 150 εκατομμύρια συνάψεις. Το δείγμα ελήφθη από έναν ασθενή με επιληψία, ο οποίος υποβλήθηκε σε χειρουργική επέμβαση.

Στην εικόνα αποτυπώνονται διεγερτικοί νευρώνες χρωματισμένοι ανάλογα με το βάθος τους από την επιφάνεια του εγκεφάλου. Οι μπλε νευρώνες βρίσκονται πιο κοντά στην επιφάνεια και οι φούξια σηματοδοτούν το πιο εσωτερικό στρώμα.

Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα, οι συγγραφείς ανακάλυψαν προηγουμένως υποτιμημένες πτυχές του κροταφικού φλοιού, μεταξύ των οποίων μεγάλο αριθμό νευρογλοιακών κυττάρων πάνω από τους νευρώνες, αλλά και ένα σπάνιο, αλλά ισχυρό σύνολο αξόνων που συνδέονται με έως και 50 συνάψεις. Η χαρτογράφηση θα ανοίξει το δρόμο προς νέες γνώσεις για τη λειτουργία και τις ασθένειες του εγκεφάλου για τις οποίες οι επιστήμονες γνωρίζουν ακόμη πολύ λίγα.

Η ανακατασκευή προέκυψε από τη σχεδόν δεκαετή συνεργασία του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ, με επικεφαλής τον Τζεφ Λίχτμαν, καθηγητή Μοριακής και Κυτταρικής Βιολογίας και νεοδιορισθέντα κοσμήτορα της Επιστήμης, με επιστήμονες της Google Research.

Απώτερος στόχος της συνεργασίας, που υποστηρίζεται από την Πρωτοβουλία BRAIN, την οποία έχουν αναπτύξει τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ, είναι να δημιουργηθεί μια χαρτογράφηση υψηλής ανάλυσης των νευρώνων του εγκεφάλου ενός ποντικιού, κάτι που υπολογίζεται ότι θα απαιτούσε περίπου 1.000 φορές μεγαλύτερο όγκο δεδομένων από αυτόν που μόλις παρήγαν από το τμήμα του ανθρώπινου φλοιού.