인간의 뇌 1㎣를 완벽하게 분석한 3D 맵 - 1.4PB 데이터 베이스가 공개되다.

(A color-coded map of around 4,000 incoming axons connecting to just one neuron. Credit: Google/Lichtman Laboratory)

(Left: a small section of the dataset. Right: A subgraph of neurons, highlighting excitatory neurons in green and inhibitory neurons in red. Credit: Google/Lichtman Laboratory)

인간의 뇌는 860억개의 뉴런과 1000조개의 시냅스로 구성되어 있습니다. 뉴런의 숫자도 엄청나게 많지만 이 뉴런들이 수많은 축삭돌기 (axon)과 가지돌기 (dendrite)를 내서 엄청난 수의 시냅스를 만들기 때문에 그 구조가 극도로 복잡합니다.

뉴런: https://terms.naver.com/entry.naver?docId=1078229&cid=40942&categoryId=32319

따라서 인간 뇌의 모든 뉴런과 축삭돌기/가지돌기/시냅스를 포함한 거대한 3차원 지도를 만드는 작업은 우주의 3D 지도를 만드는 것 만큼 어려운 일입니다. 그러나 반드시 불가능한 일은 아닐지도 모릅니다. 구글과 하워드 휴이 의학 연구소는 초파리의 뇌 지도를 만드는 작업을 진행 중입니다. 그리고 같은 기술을 인간에서도 사용할 수 있습니다.

이전 포스트: https://blog.naver.com/jjy0501/221786968104

구글과 하버드 대학의 연구팀은 인간의 측두엽에 있는 뇌 조직 1㎣를 기증받아 이를 평균 두께 30nm의 5300개의 얇은 슬라이스 조각으로 만들었습니다. 그리고 4nm 해상도를 지닌 전자주사 현미경을 이용해서 구조를 확인했습니다. 이렇게 만들어진 2억2500만장의 이미지를 3D 지도로 다시 완성했습니다. 데이터 크기는 무려 1.4PB에 달합니다.

(H01 Volume: Aligned Data & Segmentation)

이 지도 안에는 5만개의 세포와 1억 3000만개의 시냅스가 담겨 있습니다. 인간 전체 뇌의 극히 일부에 불과한 데이터임에도 이렇게 큰 데이터가 나온다는 이야기는 인간의 뇌가 극도로 복잡하다는 이야기입니다. 연구팀은 H01 데이터라고 명명한 데이터를 bioRxiv 서버에 공개했으며 앞으로 계속해서 데이터를 수집하고 연구를 진행할 예정입니다. 여기서 과연 어떤 결과가 나올지 궁금합니다.

참고

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.05.29.446289v1

https://newatlas.com/biology/google-harvard-human-brain-connectome/

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