一個國際神經科學家小組對一位65歲女性的大腦進行了切片、成像和分析，建立了迄今為止最詳細的完整人腦圖譜（見底部影片）。 這份名為“BigBrain”的圖譜以微觀精度顯示了神經元的組織結構，這可能有助於澄清甚至重新定義從數十年前的解剖學研究中獲得的大腦區域結構。
“這些地圖的質量類似於17世紀地球製圖學家提供的最佳版本，”未參與這項研究的密蘇里州聖路易斯華盛頓大學的神經生物學家David Van Essen說。 他表示，這套新的、改進的解剖學指南針可以使研究人員更精確地將不同型別的資料（如基因表達、神經解剖學和神經活動）合併到大腦的特定區域。
大腦由異質的神經元網路組成，這些神經元大小不同，形狀從三角形到圓形不等，在不同區域的密集程度也各不相同。“BigBrain”揭示了大腦皮層各層和不同腦區神經元分佈的差異——這些差異被認為與不同的功能單元有關。
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該圖譜由7400個腦切片彙編而成，每個切片都比人類頭髮絲還細。 透過顯微鏡對切片進行成像總共花費了1000個小時，並生成了1萬億位元組的資料。 加拿大和德國的超級計算機多年來一直在不懈地從影像中重建三維體積，並校正單個組織薄片中的撕裂和皺紋。
研究人員今天在Science雜誌上描述了他們的研究結果，並將線上公開提供完整的資料集。 它以20微米的解析度顯示大腦，比基於全腦掃描的圖譜的典型1毫米解析度高50倍。
“這完全改變了我們在區分人腦非常精細的結構和生理特性的能力方面的遊戲規則，”該研究的共同作者、加拿大麥吉爾大學蒙特利爾神經病學研究所的神經學家Alan Evans在6月19日的新聞釋出會上說。
華盛頓州西雅圖艾倫腦科學研究所首席科學官Christof Koch說：“它們的質量看起來真的非常高。” 艾倫研究所維護著自己的人腦圖譜，該圖譜提供的結構資料解析度略低於最新研究，但包括廣泛的註釋和基因表達圖譜。
研究路線圖
“BigBrain”是人類大腦計劃的一部分，這是一項為期10年、耗資10億歐元的歐洲倡議，旨在建立人腦的超級計算機模擬。 德國杜塞爾多夫海因裡希·海涅大學的神經科學家、主要作者Katrin Amunts說，詳細瞭解神經元叢集可能有助於為模擬設定 realistic 引數。
Van Essen補充說，雖然該圖譜僅顯示了一個人的大腦資料，但它是未來解釋其他大腦資料的重要起點。他將“BigBrain”比作第一個人類基因組的測序。 “我認為，獲得一個非常準確的個體地圖非常有價值，”他說。
該圖譜將作為其他資料集可以對齊的參考，並且“BigBrain”團隊計劃與艾倫腦科學研究所合作，連結來自他們兩個資料庫的資訊。
計算推進
Amunts說，自從“BigBrain”專案於2003年啟動以來，技術已經進步到使研究人員能夠以一微米的解析度掃描人腦切片。 但是，以如此高的解析度完成另一份圖譜將產生約20,000萬億位元組的資料——這超過了當今最先進的計算機能夠有效處理的資料量。
斯德哥爾摩國際神經資訊學協調機構執行主任Sean Hill說：“技術正在繼續快速發展。” 但他指出，隨著神經科學轉向大資料集，資料管理和處理問題將需要更多的資源和關注。 “這是一個頻率只會增加的例證，”Hill說。
Amunts說，該團隊已經在繪製“2號大腦”圖譜。