Sebuah fragmen otak manusia, dipetakan dengan detail yang luar biasa. Itulah yang telah dicapai oleh tim peneliti dari Harvard dan Google.
Mereka telah menciptakan rekonstruksi 3D dengan resolusi sinapsis terbesar hingga saat ini, menunjukkan setiap sel dan jaringan koneksinya dalam sepotong korteks temporal manusia seukuran setengah butir beras.
Sebuah milimeter kubik jaringan otak mungkin tidak terdengar banyak. Namun, jika kita mempertimbangkan bahwa kotak kecil tersebut berisi 57.000 sel, 230 milimeter pembuluh darah, dan 150 juta sinapsis, semuanya mencapai 1.400 terabyte data, maka apa yang telah dicapai oleh peneliti Harvard dan Google ini adalah sesuatu yang sangat besar.
Tim Harvard yang dipimpin oleh Jeff Lichtman, Profesor Biologi Molekuler dan Seluler Jeremy R. Knowles dan Dekan Ilmu Pengetahuan yang baru ditunjuk, telah menciptakan bersama dengan peneliti Google rekonstruksi 3D terbesar hingga saat ini dari sepotong otak manusia dengan resolusi sinapsis, menunjukkan setiap sel dan jaringan koneksinya dalam sepotong korteks temporal manusia seukuran setengah butir beras.
Kolaborasi hampir 10 tahun dengan ilmuwan di Google Research ini menggabungkan pencitraan mikroskop elektron Lichtman dengan algoritma AI untuk memberi kode warna dan merekonstruksi pengkabelan yang sangat kompleks dari otak mamalia.
Tujuan akhir kolaborasi ini, yang didukung oleh Inisiatif BRAIN National Institutes of Health, adalah menciptakan peta pengkabelan neural otak tikus seluruhnya dengan resolusi tinggi, yang akan melibatkan sekitar 1.000 kali jumlah data yang baru saja mereka hasilkan dari fragmen korteks manusia 1 milimeter kubik.
Peta terbaru dalam Science ini berisi detail struktur otak yang belum pernah dilihat sebelumnya, termasuk serangkaian akson langka tetapi kuat yang dihubungkan oleh hingga 50 sinapsis.
Tim juga mencatat keanehan dalam jaringan, seperti sejumlah kecil akson yang membentuk pusaran yang luas.
Karena sampel mereka diambil dari pasien dengan epilepsi, mereka tidak yakin apakah formasi yang tidak biasa ini patologis atau hanya jarang.
Bidang Lichtman adalah “connectomics,” yang, analog dengan genomik, berusaha menciptakan katalog komprehensif struktur otak, sampai ke sel dan kabel individu.
Peta yang lengkap akan menerangi jalan menuju wawasan baru tentang fungsi otak dan penyakit, tentang hal mana ilmuwan masih tahu sangat sedikit.
Algoritma AI canggih Google memungkinkan rekonstruksi dan pemetaan jaringan otak dalam tiga dimensi.
Tim juga telah mengembangkan seperangkat alat yang tersedia untuk publik yang dapat digunakan oleh peneliti untuk memeriksa dan memberi anotasi pada konektom.
Dengan demikian, fragmen otak manusia yang dipetakan dengan detail yang luar biasa ini bukan hanya sebuah pencapaian ilmiah, tetapi juga sebuah langkah maju dalam pemahaman kita tentang otak manusia dan potensi untuk penemuan baru dalam neurosains.