Nedavno objavljena mapa djelića ljudskog mozga prvi put razotkriva nevjerojatnu složenost njegove strukture, kao i načina na koji funkcionira, izvještava NBC News. Riječ je o rezultatu višegodišnjeg znanstvenog istraživanja s namjerom praćenja velike mreže stanica i poveznica unutar uzorka. Komadić mapiranog mozga stigao je od pacijenta kojemu je operacija trebala spriječiti intenzivne napade epilepsije.

Premda je sam uzorak otprilike velik kao sjemenka sezama, u njemu se nalazi više od 50.000 moždanih stanica (neurona) i 130 milijuna aksona neurona koji među njima prenose signale. Sve ovo otprilike je milijunti dio cijelog ljudskog mozga koji čini oko 100 milijardi stanica.

Interaktivnom se mapom možete poigrati putem sučelja Neuroglancer, razvijenog za prikaz složenih slika moždanog tkiva. Danas možemo vidjeti različite načine na koje se neuroni i aksoni neurona učinkovito povezuju. 'Mozak možete zamisliti kao zdjelu punu špageta', rekao je suradnik na projektu, dr. Jeff Lichtman, profesor molekularne i celularne biologije na Harvardu. 'Isjekli smo vrlo tanku sliku i pratili svaki 'špaget', dodao je.

'Kad jednom dobijete priliku pogledati stvari koje dosad niste vidjeli, to vam daje mogućnost da razmišljate o stvarima koje sežu dalje od vaše mašte', istaknuo je i dodao: 'Mapa nam pruža pogled u svijet koji nam je donedavno bio stran - tek sad počinjemo vidjeti kako sve to zapravo izgleda.'

Složen proces

Mapirani uzorak dio je pravog mozga te je nakon sakupljanja sačuvan u smoli i obojen teškim metalom kako bi razotkrio svoju staničnu strukturu. Znanstvenici su nakon toga pomoću automatskog dijamantnog noža razrezali uzorak na više od 5000 dijelova - od kojih je svaki tisuću puta tanji od dlake ljudske kose. Uzorci su snimljeni elektronskim mikroskopom i mapirani pomoću umjetne inteligencije te prikazani u 3D-u i u boji. Rezultat je najveća kolekcija podataka sakupljenih za medicinsku analizu.

Projekt koji je trajao nekoliko godina rezultirao je s 1,4 petabajta podataka, komentirao je autor rada i neuroznanstvenik Alex Shapson-Coe. Obrada podataka zahtijevala bi jako puno računalne snage, što je ponukalo znanstvenike da potraže pomoć Googlea - jedne od rijetkih organizacija koja ima dovoljno moćna računala da im uopće može pomoći.

Potpuno nove pojave

Novi uvidi u ljudski mozak uključuju saznanja o nekim aksonima koji se mogu spojiti na isti neuron preko 12 puta (većina ih se spaja samo jednom). Lichtman pretpostavlja da su ove višestruke veze nastale kao rezultat sjećanja ili vještina 'pojačanih' čestim korištenjem, poput stiskanja kočnice ako osoba vidi crveno svjetlo.

Mapa je također razotkrila brojne 'zrcalne neurone' - situacije u kojima dvije susjedne moždane stanice gledaju suprotno jedna od druge, kao i neobične navoje aksona. Niti jedna od ovih struktura nije bila poznata do danas, a isto vrijedi za njihovu namjenu.

Nova mapa, nova primjena

Znanstvenici su uvjereni da će nova mapa mozga omogućiti poboljšan uvid u razlike između mozgova ljudi koji pate od duševnih oboljenja poput shizofrenije, a koju prema trenutnim saznanjima uzrokuju varijacije u moždanoj strukturi. Nova mapa također stiže tijekom ere u kojoj znanstvenici još ne mogu dokučiti kako ljudski mozak postiže svijest paralelno s automatskim funkcijama poput kontrole disanja i krvnog tlaka.

'Što je to zapravo ideja? Kako nastaje kreativnost? Ne razumijemo točno na koji način funkcioniraju učenje i mehanizmi sjećanja', rekao je Seth Grant, profesor molekularne neuroznanosti na Sveučilištu Edinburgh. 'Ova mapa će itekako poslužiti u budućnosti, kad budemo uspoređivati strukturalne razlike između pojedinih mozgova. Nažalost, mapiranje mozga neće biti dovoljno za njegovo potpuno razumijevanje - za to ćemo trebati otkriti tajne raznih molekularnih struktura i velikog broja novootkrivenih veza, od kojih smo neke upoznali tek nedavno', zaključio je.