【CNMO新聞】谷歌團(tuán)隊(duì)近期計(jì)劃繪制老鼠大腦中海馬體(hippocampus)所有連接結(jié)構(gòu)，這將是有史以來(lái)最大的生物數(shù)據(jù)資料庫(kù)，預(yù)計(jì)需要花費(fèi)3300萬(wàn)美元。他們將與美國(guó)哈佛大學(xué)、艾倫研究所、麻省理工學(xué)院、劍橋大學(xué)、普林斯頓大學(xué)和約翰霍普金斯大學(xué)等團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行這項(xiàng)研究。

這項(xiàng)研究的目的是通過(guò)分析老鼠大腦中的海馬體結(jié)構(gòu)，來(lái)了解人類大腦的連接方式。此前，谷歌已經(jīng)與哈佛大學(xué)合作制作了人腦地圖，但只涵蓋了一小部分。如果要建立整個(gè)人類大腦的連接結(jié)構(gòu)，需要大量的數(shù)據(jù)記錄，就像探索宇宙星系網(wǎng)絡(luò)一樣困難。

因此，在這項(xiàng)研究中，谷歌首先選擇了與人腦基因組成相似度達(dá)到90%的老鼠作為研究對(duì)象，以較小的規(guī)模研究人腦連接結(jié)構(gòu)，并找到改善像帕金森氏癥和失憶這樣的腦障礙問(wèn)題的方法。

通過(guò)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)記錄老鼠大腦連接結(jié)構(gòu)所需的數(shù)據(jù)量比人腦少很多，只需要25000TB。相比之下，人腦組織連接結(jié)構(gòu)的記錄需要通過(guò)10億TB以上的容量數(shù)據(jù)記錄。

谷歌還以單個(gè)具備512GB存儲(chǔ)容量的Pixel手機(jī)為單位進(jìn)行說(shuō)明，儲(chǔ)存蛔蟲大腦的圖像數(shù)據(jù)大約需要2臺(tái)Pixel手機(jī)，儲(chǔ)存果蠅大腦則需要100臺(tái)Pixel手機(jī)。至于要儲(chǔ)存老鼠大腦海馬體的數(shù)據(jù)傳輸量，則需要48800臺(tái)Pixel手機(jī)。而要儲(chǔ)存整個(gè)老鼠大腦結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)量所需的Pixel手機(jī)數(shù)量，堆疊高度則相當(dāng)于地球最高峰珠穆朗瑪峰的高度。

為了記錄這些巨量規(guī)模的數(shù)據(jù)，谷歌團(tuán)隊(duì)采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)追蹤和分割每個(gè)神經(jīng)元的產(chǎn)生路徑，并通過(guò)自我監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)SegCLR記錄關(guān)鍵特征，從而識(shí)別不同細(xì)胞類型與神經(jīng)元的連接關(guān)系。他們還計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)展分析核心連接結(jié)構(gòu)，以獲得更完整的大腦連接結(jié)構(gòu)信息。

目前，大腦研究已成為許多科學(xué)發(fā)展的重要議題之一。通過(guò)人工智能等技術(shù)全面解析人腦結(jié)構(gòu)，我們有望解決一些過(guò)去難以解決的疾病問(wèn)題，甚至可能開啟人類大腦未知功能的探索之門。