Google veröffentlicht 3D-Modell des Gehirns einer Fruchtfliege

Forscher von Google und dem Janelia Research Campus des Howard Hughes Medical Institute haben eine ausgefeilte neuronale 3D-Darstellung des Gehirns einer Fruchtfliege erstellt. Die 3D-Karte heißt Connectome und enthält rund 25.000 Neuronen sowie etwa 20 Millionen Synapsen.

Die Forscher behaupten, dass ihre Arbeit die ist Das größte bisher erstellte Konnektom auf synaptischer Ebene. Der Prozess umfasste das Abbilden, Rekonstruieren und Korrekturlesen des 3D-Modells auf Genauigkeit.

Das Gehirngewebe der Fliege wurde in separate 20 Mikrometer dicke Platten aufgeteilt. Die Platten wurden mit einer Voxelauflösung von 8 × 8 × 8 nm 3 unter Verwendung von Rasterelektronenmikroskopen mit fokussiertem Ionenstrahl abgebildet.

Das Google-Team rekonstruierte den gesamten Hemibrain mithilfe einer Technik namens Flood-Filling Networks (FFNs).. "FFNs waren die erste automatisierte Segmentierungstechnologie, die Rekonstruktionen lieferte, die so genau waren, dass das gesamte Hemibrain-Projekt fortgesetzt werden konnte."

Mithilfe von FFNs konnte Google die zum Korrekturlesen erforderliche Zeit im Vergleich zu menschlichen Korrekturlesern reduzieren. In Googles Blog wird darauf hingewiesen, dass das Korrekturlesen durch den Menschen zig Millionen Stunden gedauert hätte, während FFN dies in Hunderttausenden von menschlichen Stunden erreicht hätte.

Das Team brauchte zwei Jahre, um seine Ergebnisse selbst mit Hilfe von FFN zu korrigieren, was die Komplexität anzeigt. "Wir haben zahlreiche Algorithmen für maschinelles Lernen und mehr als 50 Personenjahre Korrekturlesen über 2 Kalenderjahre angewendet, um eine Vielzahl kompakterer und nützlicherer Darstellungen wie Neuronenskelette, Synapsenpositionen und Konnektivitätsdiagramme zu extrahieren.", schrieben die Forscher in der Zeitung.

Das Projekt soll eine öffentliche Ressource für Wissenschaftler sein. Das Forschungsteam hat außerdem einige Tools veröffentlicht, die Sie zur Visualisierung und Analyse verwenden können. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie im Forschungsbericht und können die Daten hier durchsuchen.