Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Google lập bản đồ não người bằng hình ảnh 3D đáng kinh ngạc   31-05-2024
Google Research và Đại học Harvard vừa công bố một nghiên cứu sâu đáng kinh ngạc về bộ não con người, lập bản đồ hàng nghìn tế bào và hàng triệu khớp thần kinh trong một mẫu mô não có kích thước bằng hạt hoa anh túc. Nỗ lực này đã tạo ra một số hình ảnh tuyệt đẹp và đánh dấu một bước quan trọng hướng tới một trong những thách thức lớn nhất của khoa học.
 

Một nơ-ron (trắng) kết nối với hơn 5000 axon (xanh dương) từ các nơ-ron khác qua ít nhất nhiều các khới nối thần kinh (xanh lá) (Ảnh: Google Research & Lichtman Lab (Đại học Harvard)

Có thể không quá cường điệu khi nói rằng bộ não con người là thứ phức tạp nhất trên đời. Nhồi nhét trong hộp sọ của chúng ta là khoảng 86 tỷ tế bào thần kinh được kết nối với nhau thông qua 100 nghìn tỷ khớp thần kinh, và từ mạng lưới mỡ thịt xông khói rối rắm này, bằng cách nào đó phát sinh ra toàn bộ con người chúng ta - tất cả những suy nghĩ, cảm xúc, hy vọng, ký ức đáng xấu hổ, món ăn yêu thích hay những điều kỳ quặc chúng ta làm khi không có ai nhìn mình.

Điều trớ trêu nhất là bộ não con người cực kỳ phức tạp đến mức nó gần như không thể thực sự hiểu được chính nó, bất chấp khả năng xử lý của nó. Nhưng điều đó không ngăn cản các nhóm nhà khoa học cố gắng xây dựng một sơ đồ dây kết nối hoàn chỉnh của bộ não con người, được gọi là “connectome”.

Nay một nhóm từ Harvard và Google Research vừa đạt được bước đột phá lớn khi công bố một bộ dữ liệu lớn nhất từ trước đến nay về các kết nối thần kinh trong não người. Hoặc ít nhất, một mảnh nhỏ của một não bộ, chỉ có kích thước 1 mm3, hay kích thước chỉ bằng một hạt hoa anh túc. Nhưng chứa trong không gian đó là 57.000 tế bào thần kinh, 230 mm mạch máu và 150 triệu khớp thần kinh.

Việc lập bản đồ chỉ phần não nhỏ bé này đã tạo ra một lượng dữ liệu đáng kinh ngạc lên đến 1,4 Petabyte (PB), tương đương 1,4 triệu GB. Hãy xem xét điều đó bằng một số phép toán đơn giản: một chiếc đĩa Blu-Ray 2 lớp tiêu chuẩn có thể chứa 50 GB dữ liệu. Điều đó có nghĩa là chỉ ghi đoạn dữ liệu nhỏ do não tạo ra tương đương với 28.000 chiếc đĩa Blu-Ray. Làm thế nào chúng ta có thể hình dung được chồng đĩa đó? Mỗi chiếc vỏ hộp đĩa Blu-Ray dày 13 mm (0,5 in), do đó nếu bạn xếp tất cả chúng lại thì nó cao 364 m – hoặc cao hơn Tượng Nữ thần Tự do đứng trên đỉnh Tháp Eiffel. Tất cả đó chỉ là để lập bản đồ một thể tích bằng hạt anh túc thôi.

Nếu chúng ta tiến hành ghi dữ liệu này vào chính bộ não, phương tiện lưu trữ dữ liệu dày đặc nhất mà chúng ta biết, thì ước tính có dung lượng lưu trữ của não là 2,5 PB. Điều đó có nghĩa là bộ não sẽ hết dung lượng sau khi được nạp dữ liệu mô tả chỉ 1.5 mm3 của chính nó. Việc lập bản đồ toàn bộ bộ não con người sẽ cần khoảng 1 exabyte (EB) dữ liệu, đây là quy mô của các trung tâm dữ liệu của CERN dành cho Máy va chạm Hadron lớn.

Hình ảnh cận cảnh của các nơ-ron kích thích, mỗi nơ-ron rộng khoảng 15 đến 30 micromet ở lõi của - Ảnh: Phòng thí nghiệm Google Research & Lichtman (Đại học Harvard) - (Ảnh kết xuất của D. Berger (Đại học Harvard)

Chúng ta có thể khó hiểu những con số như thế này, vì vậy cách tốt nhất để cám ơn dữ liệu này là nhìn vào các bản đồ tuyệt đẹp. Các nhà nghiên cứu đã mã hóa màu các tế bào thần kinh trong mẫu dựa trên kích thước và loại của chúng, điều này tạo ra hình ảnh trông giống như những khu rừng rậm rạp. Vùng não được chụp ở đây là một phần của thùy thái dương trước, chịu trách nhiệm về trí nhớ ngữ nghĩa. Điều đó có nghĩa là các tín hiệu điện chạy xuyên qua khu rừng nhìn thấy ở đây chứa đựng kiến thức của con người này về đồ vật, từ ngữ, sự kiện và những người khác.

Tâm trí thực sự bối rối khi nhận ra rằng ngay lúc này, chính những tế bào thần kinh mà bạn đang nhìn vào cũng đang hoạt động bên trong đầu bạn khi chúng cố gắng hiểu được việc nhìn thấy chính chúng lần đầu tiên.

Ngoài việc cho thấy các tế bào thần kinh được kết nối với nhau tốt như thế nào, hình ảnh còn tiết lộ một số cảnh tượng bất ngờ khác. Một số cụm tế bào thần kinh dường như xuất hiện theo cặp phản chiếu mà không rõ lý do. Những nghiên cứu khác cho thấy cái mà nhóm nghiên cứu gọi là “vòng xoắn axon”, trong đó các phần sợi dài của tế bào thần kinh sẽ tạo thành các vòng lặp theo cách chưa từng thấy trước đây. Các nhà nghiên cứu cho biết đây có thể là một triệu chứng chưa xác định của bệnh động kinh, vì mẫu bệnh phẩm được lấy từ bệnh nhân mắc phải căn bệnh này, hoặc chúng có thể chỉ là một hiện tượng hiếm gặp ở mô não khỏe mạnh.

Các vòng xoắn sợi trục có thể được nhìn thấy bằng màu xanh lam, tạo thành các vòng kỳ lạ đôi khi nằm trên bề mặt của các tế bào thần kinh khác - Ảnh: Google Research & Lichtman Lab (Đại học Harvard). Kết xuất của D. Berger (Đại học Harvard)

Tất nhiên, mẫu này chỉ là một bước nhỏ hướng tới mục tiêu cuối cùng là lập bản đồ toàn bộ bộ não con người nhưng không có gì bàn cãi rằng chúng ta vẫn còn một chặng đường dài mới đạt được mục tiêu đó. Cho đến nay, các nhà nghiên cứu đã đi từ hoàn thành lập bản đồ một bộ não giun đến hoàn thành một nửa bộ não ruồi giấm, và giờ là một phần bộ não con người nhỏ xíu này, với giai đoạn tiếp theo là xử lý chuột.

LH (Đại học Harvard)

 
In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập