Nel 2024, ricercatori di Harvard ed esperti di IA di Google hanno mappato un millimetro cubo del cervello umano in quella che è stata la più grande ricostruzione 3D di una parte di questo organo mai realizzata fino ad oggi. Come risultato dell’esperimento, hanno ottenuto 1,4 petabyte (PB) di dati, ovvero 1.400 terabyte (TB), equivalenti al download di 14.000 film in 4K. Secondo Tom’s Hardware, si calcola che se questo esperimento fosse esteso all’intero cervello, costerebbe ben 50 miliardi di dollari e produrrebbe 1,6 zettabyte (ZB) di dati (1.600 milioni di TB). Per archiviare tutte queste informazioni sarebbe necessario un centro dati di 57 ettari.
Mappatura degli strati del cervello
Nel suo blog, Google spiega che per questo esperimento è stato utilizzato un campione di cervello lungo 3 mm donato da una donna affetta da epilessia. I ricercatori hanno raccolto migliaia di immagini trasversali ultrasottili di tale campione. Successivamente, Google ha costruito un modello 3D interattivo del tessuto cerebrale, avvalendosi di strumenti avanzati di IA.
Il campione conteneva circa 50.000 cellule, 230 mm di vasi sanguigni e circa 150 milioni di sinapsi, ovvero connessioni in cui i neuroni si incontrano e scambiano informazioni tra loro. La mappa 3D mostra in dettaglio le fibre e le cellule cerebrali. Si tratta di un traguardo importante perché rappresenta un ulteriore passo avanti nel tentativo di comprendere meglio il funzionamento del cervello umano.
Infatti, i ricercatori ritengono che i dati forniti da questo modello potrebbero essere utili per proseguire la ricerca sulle connessioni cerebrali. Ciò potrebbe portare alla comprensione di aspetti quali la formazione dei ricordi o la causa di disturbi e malattie neurologiche come l’autismo o l’Alzheimer.
Diverse scoperte affascinanti
Secondo Jeff Lichtman, ricercatore di Harvard, in una dichiarazione rilasciata a The Guardian, “in questo insieme di dati abbiamo trovato molte cose che non sono nei libri di testo”. Tra le scoperte affascinanti c’è, ad esempio, un neurone con oltre 5.000 punti di connessione con altri neuroni (assoni) e almeno lo stesso numero di sinapsi.
La mappa ha anche rivelato la comparsa di gruppi di assoni che formano anelli chiamati “verticoli assonici”. Si tratta di qualcosa di insolito, poiché di solito gli assoni corrono dritti verso la loro destinazione, e anche nel campione erano poco frequenti. In alcuni casi si depositavano sulla superficie di un’altra cellula. I ricercatori non ne conoscono la funzione.
Litchman ha riconosciuto che gli scienziati non sono in grado di comprendere molte delle scoperte. Tuttavia, afferma che tutte suggeriscono che esiste un’enorme differenza tra ciò che si sa sul cervello e ciò che è necessario sapere. Il ricercatore ha inoltre aggiunto che “Il motivo per cui non l’avevamo fatto prima è che si tratta di una sfida enorme. È stato davvero molto difficile”.
