Μια δεκαετία εντατικής επιστημονικής εργασίας, χιλιάδες ώρες απεικόνισης και επεξεργασίας δεδομένων και ένας όγκος πληροφορίας που ξεπερνά τα 1.400 terabyte οδήγησαν στη δημιουργία του πιο λεπτομερούς τρισδιάστατου χάρτη ανθρώπινου εγκεφάλου που έχει παραχθεί μέχρι σήμερα. Η πρωτοποριακή αυτή ανακάλυψη σηματοδοτεί ένα κρίσιμο ορόσημο για τη σύγχρονη νευροεπιστήμη, ανοίγοντας νέους ορίζοντες στην κατανόηση της ανθρώπινης σκέψης και συνείδησης.
Το εγχείρημα ξεκίνησε στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, όπου ο Δρ. Τζεφ Λίχτμαν ανέλαβε να μελετήσει ένα εξαιρετικά μικρό δείγμα εγκεφαλικού ιστού, μικρότερο από έναν κόκκο ρυζιού. Το δείγμα, το οποίο αντιστοιχούσε σε μόλις ένα κυβικό χιλιοστό, περιείχε 57.000 νευρικά κύτταρα και περίπου 150 εκατομμύρια συνάψεις – το σύνθετο δίκτυο επικοινωνίας του εγκεφάλου αποτυπωμένο σε απίστευτη λεπτομέρεια. Με την τεχνολογική συνδρομή της Google Research, το δείγμα αυτό αποκάλυψε έναν τρισδιάστατο χάρτη που αλλάζει ριζικά την κατανόηση της εγκεφαλικής λειτουργίας.
«Ένα terabyte φαντάζει τεράστιο για τους περισσότερους. Ωστόσο, ακόμα και ένα απειροελάχιστο κομμάτι του ανθρώπινου εγκεφάλου απαιτεί χιλιάδες τέτοια terabyte για να αποδοθεί πλήρως», δήλωσε ο Δρ. Λίχτμαν, περιγράφοντας την κλίμακα του έργου.
Η τρισδιάστατη ανακατασκευή του εγκεφαλικού δείγματος ανέδειξε δομές και συνδέσεις που μέχρι σήμερα ήταν αδύνατο να αποκαλυφθούν με τις παραδοσιακές μεθόδους. Οι επιστήμονες κατέγραψαν νευρώνες με δεκάδες απολήξεις, καθρεπτικές συνάψεις, και κυκλώματα με πολυπλοκότητα πολύ μεγαλύτερη του αναμενόμενου. Ο ανώτερος επιστήμονας της Google, Βάιρεν Τζάιν, χαρακτήρισε την εμπειρία της παρατήρησης αυτών των συνάψεων ως «πνευματική», λέγοντας ότι η μεγέθυνση σε μία και μόνο σύναψη αποκάλυψε εκατομμύρια πίξελ γεμάτα γνώση και μυστήριο.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον προκάλεσε ο εντοπισμός σπάνιων και ανεξερεύνητων δομών, όπως οι λεγόμενες «σπείρες αξόνων» – μπλε λούπες άγνωστης ακόμη λειτουργίας, οι οποίες φαίνεται να παίζουν ρόλο στη μετάδοση σημάτων μεταξύ νευρικών κυττάρων. Επιπλέον, οι επιστήμονες κατάφεραν να απεικονίσουν με χρωματική κωδικοποίηση τον τρόπο με τον οποίο άξονες διεγείρουν ή αναστέλλουν νευρώνες: πράσινοι για διεγερτικούς και μπλε για ανασταλτικούς.
Το σύνολο των δεδομένων από τη μελέτη έχει διατεθεί στο διαδίκτυο ως ανοικτό αρχείο, προσβάσιμο σε ερευνητές, φοιτητές και κάθε ενδιαφερόμενο. Η απόφαση αυτή στοχεύει στην ενίσχυση της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας και στην επιτάχυνση της έρευνας πάνω σε κρίσιμα ζητήματα, όπως η ανθρώπινη σκέψη, η μνήμη, η συνείδηση και οι ψυχικές διαταραχές.
«Ένας χάρτης των συναπτικών συνδέσεων είναι απαραίτητος, αλλά όχι επαρκής για να κατανοήσουμε πλήρως τον εγκέφαλο. Όμως, πρόκειται για ένα κρίσιμο βήμα στη σωστή κατεύθυνση», σημείωσε ο νευροεπιστήμονας Ντάνιελ Μπέργκερ, συνεργάτης του Δρ. Λίχτμαν στο Χάρβαρντ.
Η δημιουργία του χάρτη αυτού ενισχύει την άποψη ότι ο ανθρώπινος εγκέφαλος παραμένει ένα από τα πλέον περίπλοκα και ανεξερεύνητα όργανα του ανθρώπινου σώματος. Με κάθε νέα απεικόνιση, κάθε νέα σύνδεση που χαρτογραφείται, η επιστήμη πλησιάζει όλο και περισσότερο στην κατανόηση του τι σημαίνει να σκεφτόμαστε, να αισθανόμαστε και να υπάρχουμε.
