دنیای حیرت‌انگیزی که در یک میلیمتر مکعب از مغز انسان کشف شد

  دوشنبه، 24 اردیبهشت 1403 ID  کد خبر 388450
دنیای حیرت‌انگیزی که در یک میلیمتر مکعب از مغز انسان کشف شد
ساعد نیوز: محققان هاروارد با همکاری گوگل، بخش بسیار کوچکی از ساختار مغز انسان را که بسیاری از جزییات آن هنوز شناخته نشده، تجزیه و تحلیل کردند. نتایج این بررسی حیرت‌آورد بود و نشان داد حدود 57 هزار سلول و نزدیک به 150 متر عصب در همین قطعۀ کوچک از مغز وجود دارد.

به گزارش پایگاه خبری-تحلیلی ساعد نیوز به نقل از فرادید، دانشمندان نمودار سیم‌کشی بخشی از مغز انسان را با جزئیات بی‌سابقه‌ای بازسازی کرده‌اند. این بازسازی، عجایب تازه و پیچیدگی‌های چیزی را آشکار کرده که بسیاری آن را پیچیده‌ترین شیء جهان می‌دانند.

محققان هاروارد با متخصصان یادگیری ماشینی در گوگل همکاری کردند تا مدارهای عصبی، اتصالات، سلول‌های پشتیبان و ذخیره خون را در ذره‌ای از بافت سالم برداشته‌شده از قشر مغز زنی 45ساله که به دلیل صرع عمل شده بود، ترسیم کنند.

این توده مغز فقط یک میلی‌متر مکعب از بافت را تشکیل می‌داد، اما بازسازی سیستم اعصاب و سلول‌های آن همچنان یک کار بزرگ برای تیم بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی 57000 سلول جداگانه، 150 متر اتصالات عصبی و 23 سانتی‌متر رگ‌های خونی را در همین یک میلیمتر مکعب آشکار کرد.

 این نمونه که اندازه آن یک میلی‌متر مکعب بود، از مغز زنی 45ساله گرفته شد که عمل جراحی شده بود.

جِف لیتمَن، استاد زیست‌شناسی مولکولی و سلولی در هاروارد می‌گوید: «هدف این بود که تصویری با وضوح بالا از این اسرارآمیزترین قطعه زیست‌شناسی به دست آوریم که هر یک از ما روی شانه‌هایمان حمل می‌کنیم. دلیل اینکه قبلاً این کار را انجام ندادیم این است که کار بسیار چالش‌برانگیزی است. انجام آن واقعاً سخت است!»

محققان با برش دادن این نمونه بافت به کمتر از 1000 برابر نازکتر از عرض یک تار موی انسان، از هر یک تصاویر میکروسکوپ الکترونی گرفتند تا جزئیات ساختار مغز را تا مقیاس نانو یا هزارم میلیمتر ثبت کنند. سپس یک الگوریتم یادگیری ماشینی، مسیرهای نورون‌ها و سلول‌های دیگر را از طریق بخش‌های جداگانه، ردیابی کرد. این تصاویر شامل 1.4 پتابایت داده معادل 14000 فیلم کامل با وضوح k4 میشد.

لیتمن می‌گوید: «ما در این مجموعه داده چیزهای زیادی پیدا کردیم که در کتاب‌ها وجود ندارد. ما آن‌ها را نمی‌فهمیم، اما می‌توانم به شما بگویم آن‌ها نشان‌دهنده‌ی شکافی هستند بین آنچه قبلاً می‌دانستیم و آنچه قرار است بدانیم.»

در یک مشاهده گیج‌کننده، این نورون‌های به اصطلاح هرمی که شاخه‌های بزرگی به نام دِندریت دارند که از پایه‌های آن‌ها بیرون زده، تقارن عجیبی را به نمایش گذاشتند که برخی رو به جلو و برخی رو به عقب هستند. تصاویر دیگر حلقه‌های تنگ آکسون‌ها را آشکار کرد، فیبرهای نازکی که سیگنال‌های یک سلول مغزی را به سلول دیگر منتقل می‌کنند، گویی پیش از یافتن خروجی سمت درست و ادامه مسیر، در یک میدان گیر کرده‌اند.

 محققان حدس زدند ارتباطات قوی میان نورون‌ها شاید رفتارهای خوب آموخته‌شده را توضیح دهد.

این نقشه موارد نادری را نیز نشان داد که در آن‌ها، نورون‌ها با سلول‌های دیگر ارتباط بسیار قوی برقرار می‌کردند. در سراسر کل بافت مغز، بیش از 96 درصد آکسون‌ها تنها یک اتصال با سلول هدف ایجاد کردند و تنها 3 درصد آن‌ها دو اتصال ایجاد کردند. اما یک تعداد انگشت‌شمار ده‌ها اتصال و در یک مورد بیش از 50 اتصال، با یک سلول نزدیک ایجاد کردند. جزئیات در مجله Science منتشر شده است.

لیتمن حدس زد چنین اتصالات قوی ممکن است روشن کنند چگونه رفتارهای آموخته شده پس از تمرین کافی تقریباً به هیچ فکری نیاز ندارند، مانند برداشتن پا از روی پدال گاز و فشار دادن ترمز موقع رسیدن به چراغ قرمز. من فکر می‌کنم این ارتباطات قدرتمند ممکن است بخشی از سیستم اطلاعات آموخته‌شده و آنچه یادگیری در مغز به نظر می‌رسد باشند. این تیم نقشه را به صورت رایگان در اختیار سایر محققان قرار می‌دهد تا از آن استفاده کنند.

در حال حاضر، محققان حتی به نقشه‌برداری از کل مغز انسان فکر هم نمی‌کنند. این کار از نظر فناوری بسیار سخت است و مغز انسان سالم چیزی نیست که برای این آزمایشات به راحتی در دسترس باشد. در عوض، پروژه بعدی یک همکاری چند دانشگاهی با گوگل برای بازسازی سیستم اعصاب و سلول‌های مغز موش خواهد بود. شاید این آزمایش منجر به کشف مدارهای مغزی شود که سبب می‌شوند موش به سمت پنیر سوئیسی حرکت کند یا انسان جلوی نانوایی بایستد! لیتمن می‌گوید: «شاید بتوانیم درباره اینکه چگونه اراده انسان توسط تجربه حسی هدایت می‌شود، اطلاعاتی به دست آوریم. اگر کل مغز موش را داشته باشیم، فرصت‌های واقعاً شگفت‌انگیزی وجود دارد که درباره آزادی اراده بدانیم چون خودتان می‌دانید، موش روبات نیست.»

برچسب ها: مغز عجایب

دیدگاه ها
  دیدگاه ها
پربحث های هفته   
دورهمی صمیمی شهید رئیسی با سعید جلیلی در اتاق کارش و ناهار ساده آن ها با نان خالی و بیسکوئیت+ویدئو/سفره غذایی که سادگی چاشنی اصلی آن بود... (193 نظر) خلاقیت خنده دار پدر ایرانی با پارک زانتیا وسط پذیرایی خانه اش حماسه ساز شد+عکس/ مغز تو رو باید طلا گرفت🤣 (74 نظر) خلاقیت تحسین برانگیز اوستا بنا برای حفظ پرندگان از گرما و سرما/ اشک تو چشم آدم جمع میشه+ویدئو (60 نظر) خلاقیت های زیبا و رنگارنگ یک مادر ایرانی با قوطی شیرخشک/ هنر نزد ایرانیان است و بس+عکس (59 نظر) مراسم تشییع پدر علی دایی، با حضور چهره های سرشناس و فوتبالی +عکس/ روحش شاد و یادش گرامی (57 نظر) آشتی کردن آشا محرابی، فروغ سریال هشت‌ونیم دقیقه با پدرش بعد از 40 سال (56 نظر) نگاهی به دکوراسیون شیک و اروپایی مراسم سومین سالگرد ازدواج سوگل طهماسبی با رونمایی از تم آبی رنگِ خاصِ جشن+عکس/ مثل همیشه متین و باوقار (40 نظر) (فیلم) شهید امیرعبداللهیان: به ظریف خداقوت می‌گویم، از او آموختم / نیمه شب از او پیامک و ایمیل دریافت می‌کردیم (32 نظر) نگاهی به آشپزخانه و یخچال رونالدو ابر ستاره فوتبال/رونالدو: برگر و پیتزا هم میخورم تا پدر خسته کننده ای نباشم (28 نظر) نگاهی به حلقه ازدواج شلوغ و زیبای آزاده نامداری و همسرش با نگین های ظریف/ چه سلیقه منحصر به فردی+عکس (27 نظر) کیک تولد باکلاس و 2 بعدی پسر حامد آهنگی برای تولد 10 سالگیش/ مبارکا باشه+ عکس (26 نظر) نگاهی به بنفش پوش شدن بازیگران همراه با چهره ای خوشحال در حمایت از حسن روحانی+عکس/ از سحر دولتشاهی و الهام پاوه نژاد تا سروش صحت و امیر جعفری (23 نظر) ناگفته های رهبر معظم انقلاب از کودکی و پدر و مادرشان/ از شعر و قرآن خوانی تا خاطره روز اول مدرسه و والیبال بازی کردن در کوچه (21 نظر) (عکس) ماشین های شیک و باکلاس سهیلا منصوریان، بانوی قهرمان ووشو و دارنده مدال طلای بازیهای آسیایی 2024👌 (14 نظر) کیک تولد باکلاس و 2 بعدی احسان علیخانی برای تولد 37 سالگیش/ مبارکا باشه+ عکس (13 نظر)
پربازدیدترین ویدئوهای روز