一項由超過150名科學家歷經多年共同參與的重大科研項目，近日取得了突破性進展。該項目成功繪制出一張前所未有的小鼠大腦視覺信息傳遞的詳細地圖，揭示了大腦微觀組織中令人驚嘆的復雜性。
據科技媒體scitechdaily報道，這項由美國國立衛生研究院（NIH）資助的研究，聚焦于小鼠大腦的視覺區域，科學家們通過精確繪制數十萬神經元的連接，詳細記錄了它們對視覺輸入的反應。這項工作的成果不僅加深了我們對健康大腦運行機制的理解，還為探索神經疾病或損傷中的異常提供了寶貴的線索。
研究過程中，科學家們采用了一種創新的方法。他們對基因改造后的小鼠進行實驗，這些小鼠的神經元在活躍時會發出光亮。通過向這些小鼠播放視頻片段，科學家們能夠記錄下視覺區域內神經元的活動模式。值得注意的是，這些記錄所覆蓋的腦組織體積僅相當于一粒沙子的大小。
盡管體積微小，但這塊腦組織所展現出的復雜性卻令人嘆為觀止。科學家們發現，這塊組織中包含了約4公里長的軸突，這些軸突交織在一起，形成了超過5.24億個突觸，連接著超過20萬個細胞。這些數據無疑展示了大腦網絡的精密和復雜。
為了繪制出這些連接，研究團隊付出了巨大的努力。他們連續12天，每天工作12小時，使用電子顯微鏡（EM）對超薄腦組織切片進行精細切割和成像。這一過程的難度可想而知，需要極高的精確度和耐心。
在重建過程中，科學家們面臨著巨大的挑戰。他們需要精確拼接將近2.8萬張EM圖像，并對齊跨越整個腦組織的圖像。這一過程不僅耗時耗力，還需要高度的專業技能和團隊協作。隨后，團隊又耗費了數月的時間，使用深度學習算法追蹤連接，并結合手動和自動化校對，以確保數據的準確性。
最終，科學家們成功構建了一個龐大的數據集，其容量高達1.6PB（約167.7萬GB），這相當于22年不間斷的高清視頻。這一數據集無疑是神經科學領域的一項壯舉，它為我們理解大腦如何處理視覺信息、形成我們所見的圖像提供了關鍵的基礎。
這項研究的成功不僅展示了科學家們的卓越智慧和辛勤付出，也為我們揭示了大腦微觀世界的奧秘。它為我們理解大腦的運行機制、探索神經疾病的病因和治療方法提供了新的視角和思路。
