人類大腦皮層，可以以納米級分辨率建模了！

谷歌研究的連接組學團隊，已經成立十年了。作為紀念，就在今天，團隊放出了這張1.4PB的人腦連接組圖。

就是在這張圖中，谷歌的科學家發現了此前從未發現的特征細胞。

圖中包含57k個細胞，和150M個突觸。

1立方毫米的大腦，以驚人的細節被繪制出來。這張圖帶給人的沖擊力，實在太震撼了。

這張3D圖，覆蓋了大約一立方毫米的體積，是整個大腦的百萬分之一，包含大約57,000個細胞和1.5億個突觸，是1.4 PB的龐大數據

10年間，Google Research連接組學團隊一直致力于實現用高通量的方法研究大腦中的神經網絡架構，增進我們對大腦結構和功能的理解。

而這篇紀念文章可以說是近十年研究成果的集大成者。

目前文章已在Science發表，并得到了Nature的報道。

論文地址：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adk4858

對人類大腦重建的研究，有何意義？

谷歌的科學家認為，如果繼續研究大腦的連接，或許有朝一日我們就會了解我們的記憶是如何形成的，甚至找到神經系統疾病、自閉癥、阿爾茨海默病的成因。

網友們紛紛表示：「這些圖像太令人震驚了，簡直就像在外太空觀察復雜的結構一樣。可能在永生之年，我們都無法理解自己大腦里的一切。」

也有人有感而發：「人腦有1000億個神經元和3000萬億個突觸，而GPT-4只有2萬億的參數，所以，我們還有很大空間。」

六張大腦神經圖，效果驚人

接下來展示的這六張大腦圖譜，都在谷歌AI的幫助下繪制出來的。由此，我們終于揭開了大腦錯綜復雜的面紗。

透過六層大腦皮層可視化
首先，哈佛研究人員從捐贈的大腦樣本中，收集了數千張極薄的橫斷面圖像。

這小塊健康的腦組織，是在為一名癲癇患者進行手術時切除的，目的是讓醫生能夠到達需要手術的部位。

隨后，谷歌借助開發先進AI工具，對這塊腦組織，構建出了交互式的3D模型。

如下圖所示，這個3D模型凸顯了人腦的高度復雜性。

僅這一小片樣本（長約3毫米，占人腦容量百萬分之一），就需要超100萬GB的數據，即1.4PB。

這是有史以來分辨率最高、數據量最大的關于人腦結構的數據集。

樣本來自大腦皮層（灰質）的一部分，稱為前顳葉（見圖）。大腦皮層有六層，根據神經元的大小和類型給神經元著色。在放大后的所有神經元視圖中，各層神經元清晰可見。大腦表面在圖像的頂部邊緣

密密麻麻的「地圖」
一立方毫米的組織樣本，包含大約5萬個細胞，和大約1.5億個突觸。

一些神經元對具有驚人的特性，它們之間的聯系非常緊密，多達50個突觸相互連接。

下圖展示了興奮性神經元的特寫圖，按大小著色，紅色最大，藍色最小。這些細胞的核心直徑約為15-30微米。