谷歌和哈佛研究人员以前所未有的细节绘制人类大脑“地图”

据外媒报道，人类的大脑是有史以来最复杂的“计算机”，而绘制这种由神经元、突触和其他细胞组成的密集纠结图几乎是不可能的。但是谷歌和哈佛的工程师们已经给了它最好的机会，制作了一个可浏览、可搜索的人类大脑皮层的一小部分的3D“地图”。

大约有860亿个神经元通过100万亿个突触进行连接，要弄清楚它们中的每一个究竟是做什么的，以及这些连接是如何形成思想、情感、记忆、行为和意识的基础，这是一项艰巨的任务。尽管这可能是一项艰巨的任务，但世界各地的科学家团队正在努力合作，试图建立一个人类大脑的线路图--所谓的“连接组”。

去年，谷歌和霍华德·休斯医学研究所的研究人员用一个果蝇大脑连接组铺平了道路，该连接组包括了昆虫全脑的一半左右。现在，谷歌和哈佛大学的利希特曼实验室已经发布了一个类似的人类大脑小部分的模型。

研究人员从人类大脑皮层的颞叶开始取样，尺寸仅为1毫米3。这个样本被染色以获得视觉清晰度，并被涂上树脂以保存，然后被切成大约5300个切片，每个切片的厚度约为30纳米（nm）。然后使用扫描电子显微镜对这些切片进行成像，其分辨率低至4纳米。这创造了2.25亿张二维图像，然后将它们拼接成一个三维体积。

机器学习算法对样本进行扫描，以识别其中的不同细胞和结构。在不同的自动系统扫描了几遍之后，人眼 '校对 '了一些细胞，以确保算法能够正确识别它们。最终的结果，谷歌称之为H01数据集，是有史以来编制的最全面的人类大脑地图之一。它包含5万个细胞和1.3亿个突触，以及细胞的较小部分，如轴突、树突、髓鞘和纤毛。但也许最令人震惊的统计数字是，整个东西占用了1.4PB的数据--也就是超过100万GB的数据。

而这只是整个事情的一个小片段--谷歌表示，该样本只是整个人类大脑体积的百万分之一。显然，要扩大规模需要大量的工作，找到一种方法来存储巨大的数据负荷，并开发一种以有用的方式组织和访问它的方法。

在该团队开始解决这些问题的同时，H01数据集现在可以在线供研究人员和好奇的旁观者探索。描述这项工作的配套预印本论文也可以在bioRxiv上找到。