成果發布  哈佛Google聯手完成最大腦神經3D圖

記者／劉閔

哈佛大學分子和細胞生物學的研究團隊與 Google 研究人員，雙方日前在將近 10 年的合作後，終於從 1.4 PB 的電子顯微鏡數據下，建構出「奈米」等級解析度的 1 立方毫米人類顳葉皮質 3D 結構，並生動展示顳葉皮質中每個細胞的神經網絡。哈佛生物學教授 Jeff Lichtman 表示，這是迄今為止運用最多大腦影像數據集的研究。相關成果已發表在《Science》學術期刊上。

AI 增強成像技術重建大腦複雜網絡

這項成果是 Google 研究員將 Jeff Lichtman 實驗室中，總計約 1.4 PB 人類大腦電子顯微鏡影像數據與人工智慧演算法結合，並藉由顏色編碼來重建出大腦極其複雜的網絡。據了解在這 1 立方毫米的顳葉皮質，就包含高達 57,000 個細胞、230 毫米的血管以及 1.5 億個突觸（Synapse），另外也囊括構成人類腦物質的其他組織元素等。

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發現深層興奮性神經元會影響神經活動

據研究人員指出，人腦的顳葉皮質中神經膠質細胞與神經元的數量比例為 2:1，而神經膠質細胞中又以寡樹突膠細胞（Oligodendrocytes）最為常見。此外，他們也發現深層興奮性神經元會根據結構和連接性的不同而有所差異，且在每個神經元的數千個弱連接中有多達 50 個突觸存在罕見的強大軸突輸入，並且會影響神經活動。

對此，Jeff Lichtman 教授表示這項合作的最終目的，是希望創建高解析度的小鼠大腦神經網絡，以研究海馬迴如何形成，因為其與記憶與神經系統疾病發生有重要關聯。然而他也聲稱，若要創建小鼠大腦神經網絡，恐怕還需要產生比此次 1 立方毫米的研究多 1,000 倍數據，因此仍有待技術克服。

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