Google dhe Harvard zbulojnë hartën më të detajuar ndonjëherë të trurit të njeriut

Nga OraNews Përditësimi i fundit 16 Maj 2024, 19:54

Dhjetë vjet më parë, Dr. Jeff Lichtma, profesor i biologjisë molekulare dhe qelizore në Universitetin e Harvardit, mori një mostër të vogël truri në laboratorin e tij.

Megjithëse i vogël, 1 milimetër kub i indit ishte mjaftueshëm i madh për të përmbajtur 57,000 qeliza, 230 milimetra enë gjaku dhe 150 milionë sinapse.

“Ishte më pak se një kokërr oriz, por filluam ta prisnim dhe ta shikonim, dhe ishte vërtet e bukur,” tha ai.

“Por ndërsa po grumbullonim të dhënat, kuptova se thjesht kishim rrugë, shumë më tepër sesa mund të përballonim.”

Përfundimisht, Lichtman dhe ekipi i tij përfunduan me 1,400 terabajt të dhëna nga kampioni  afërsisht përmbajtjen e mbi 1 miliard librave.

Tani, pas një dekade bashkëpunimi të ngushtë të ekipit laboratorik me shkencëtarët në Google, ato të dhëna janë kthyer në hartën më të detajuar të një kampioni të trurit njerëzor të krijuar ndonjëherë.

Mostra e trurit erdhi nga një pacient me epilepsi të rëndë. Është një procedurë standarde, tha Lichtman, për të hequr një pjesë të vogël të trurit për të ndaluar krizat, dhe më pas shikoni indin për t'u siguruar që është normale. "Por ishte anonim, kështu që nuk dija pothuajse asgjë për pacientin, përveç moshës dhe gjinisë së tyre," tha ai.

Lichtman e dinte që Google po punonte në një hartë dixhitale të trurit të një mize frutash, të lëshuar në vitin 2019 dhe kishte pajisjen e duhur kompjuterike për këtë punë. Ai ra në kontakt me Viren Jain, një shkencëtar i lartë kërkimor në Google, i cili po punonte në projektin e mizave të frutave.

“Kishte 300 milionë imazhe të veçanta,” tha Jain.

Për të kuptuar imazhet, shkencëtarët në Google përdorën përpunimin dhe analizën e bazuar në AI, duke identifikuar se çfarë lloj qelizash ishin në secilën fotografi dhe si ishin të lidhura ato. Rezultati është një model interaktiv 3D i indit të trurit dhe grupi i të dhënave më i madh i krijuar ndonjëherë në këtë rezolutë të një strukture të trurit të njeriut. Google e bëri atë të disponueshëm në internet si " Neuroglancer " dhe një studim u botua në revistën Science në të njëjtën kohë, me Lichtman dhe Jain midis bashkautorëve.

Bashkëpunimi midis ekipeve të Harvardit dhe Google rezultoi në imazhe të ngjyrosura që i bëjnë komponentët individualë më të dukshëm, por përndryshe ato janë një paraqitje e vërtetë e indit.

"Ngjyrat janë krejtësisht arbitrare," shpjegoi Jain, "por përtej kësaj, nuk ka shumë licencë artistike këtu. E gjithë thelbi i kësaj është se ne nuk po e krijojmë atë, këta janë neuronet e vërtetë, telat e vërtetë që ekzistojnë në këtë tru, dhe ne në të vërtetë thjesht po e bëjmë atë të përshtatshëm dhe të arritshëm për biologët për ta parë dhe studiuar."

Të dhënat përmbanin disa surpriza. Për shembull, në vend që të formojnë një lidhje të vetme, çiftet e neuroneve kanë më shumë se 50.

“Kjo është njësoj sikur dy shtëpi në një bllok të kishin 50 linja telefonike të veçanta që i lidhin ato. Çfarë po ndodh atje? Pse janë të lidhur kaq fort? Nuk e dimë ende se cili është funksioni apo rëndësia e këtij fenomeni, do të na duhet ta studiojmë më tej”, tha ai.

Përfundimisht, vëzhgimi i trurit në këtë nivel detajesh mund t'i ndihmojë studiuesit të kuptojnë gjendjet mjekësore të pazgjidhura, sipas Lichtman.

“Çfarë do të thotë të kuptojmë trurin tonë? Më e mira që mund të bëjmë është ta përshkruajmë atë dhe shpresojmë që nga këto përshkrime do të arrihet një realizim, për shembull, se si truri normal është i ndryshëm nga truri që është i çrregullt, në sëmundjet psikiatrike të të rriturve ose çrregullimet e zhvillimit si spektri i autizmit - ky lloj krahasimi do të jetë shumë i vlefshëm,” tha ai. "Përfundimisht, do të na japë një pasqyrë të asaj që është e gabuar, për të cilën, në shumicën e rasteve, ne jemi ende në errësirë."

Lichtman beson gjithashtu se grupi i të dhënave mund të jetë i mbushur me detaje të tjera mahnitëse që, për shkak të madhësisë së tij, nuk janë zbuluar ende: "Dhe kjo është arsyeja pse ne po e ndajmë atë në internet, kështu që çdokush mund ta shikojë dhe të gjejë gjëra," ai shtuar. Më pas, ekipi që qëndron pas projektit synon të krijojë një hartë të plotë të trurit të një miu, i cili do të kërkonte midis 500 dhe 1000 herë sasinë e të dhënave të mostrës së trurit të njeriut.

"Kjo do të thotë 1 ekzabajt, që është 1000 petabajt," tha Lichtman. “Shumë njerëz po mendojnë fort se si do ta bëjmë këtë dhe ne jemi në vitin e parë të një prove parimi pesë-vjeçare. Mendoj se ky do të ishte një moment vendimtar për neuroshkencën, për të pasur një diagram të plotë të lidhjes së trurit të gjitarëve; do t'u përgjigjej shumë, shumë pyetjeve. Dhe sigurisht, do të zbulonte shumë probleme të tjera, gjëra që nuk i kishim pritur.”

Po në lidhje me hartën e një truri të tërë njerëzor? Kjo do të ishte edhe 1000 herë më e madhe, shpjegoi Lichtman, që do të thotë se të dhënat do të arrinin në 1 zetabyte . Në vitin 2016, kjo ishte madhësia e të gjithë trafikut të internetit për vitin, sipas Cisco . Për momentin, tha Lichtman, jo vetëm që do të ishte e vështirë të ruheshin edhe aq shumë të dhëna, por nuk do të kishte asnjë mënyrë etike të pranueshme për të marrë burimin e një truri njerëzor të pastër dhe të ruajtur mirë.

Studiuesit në të njëjtën fushë, të cilët nuk ishin të përfshirë në punë, shprehën entuziazmin e tyre kur CNN iu afruan për koment.

"Ky studim është i mrekullueshëm dhe ka shumë për të mësuar nga të dhëna si kjo," tha Michael Bienkoëski, një asistent profesor i fiziologjisë dhe neuroshkencës në Shkollën e Mjekësisë Keck të Universitetit të Kalifornisë Jugore.

“Pjesa më e madhe e asaj që ne mendojmë se kuptojmë për trurin e njeriut është ekstrapoluar nga kafshët, por hulumtimet si ky janë kritike për të zbuluar se çfarë na bën vërtet njerëz. Vizualizimi i neuroneve dhe qelizave të tjera të trurit është vërtet sfidues për shkak të densitetit dhe kompleksitetit të tyre, dhe grupi i të dhënave aktuale nuk kap lidhjet me rreze më të gjatë, "tha Bienkoëski.

“Nga cilat rajone të tjera të trurit vijnë këto inpute dhe ku shkojnë rezultatet pasi të largohen nga zona? Por të shohësh të gjitha këto lloje të ndryshme qelizash dhe ndërveprimet e tyre është e pabesueshme dhe të bën të vlerësosh atë që na ka dhënë një kryevepër e arkitekturës jeta”, shtoi ai.

Andreas Tolias, një profesor i oftalmologjisë në Universitetin Stanford në Kaliforni, ishte dakord. "Ky është një studim teknik i jashtëzakonshëm që rindërton strukturën e korteksit njerëzor me rezolucion të lartë," tha ai. “Isha veçanërisht i emocionuar për zbulimin e aksoneve të rrallë të aftë për të formuar deri në 50 sinapsa. Ky zbulim është intrigues dhe ngre pyetje të rëndësishme në lidhje me rolet e tyre llogaritëse.”

Projekti i hartës së trurit hap derën për hetimet e ardhshme, sipas neuroshkencëtarit Olaf Sporns.

“Çdo tru i njeriut është një rrjet i madh prej miliarda qelizave nervore”, tha Sporns, profesor i shquar i shkencave psikologjike dhe trurit në Universitetin e Indianës. “Ky rrjet lejon qelizat të komunikojnë, në modele shumë specifike që janë thelbësore për kujtesën, mendimin dhe sjelljen. Harta e këtij rrjeti, lidhësi i njeriut, është kritik për të kuptuar se si funksionon truri,” shtoi ai, duke vënë në dukje se studimi hap terren drejt këtij qëllimi të rëndësishëm dhe ofron mundësi të reja emocionuese për eksplorim dhe zbulim.