हार्वर्ड यूनिवर्सिटी और गूगल की एक अभूतपूर्व परियोजना ने आज तक मानव मस्तिष्क कनेक्शन का सबसे विस्तृत मानचित्र तैयार किया है। यह उपलब्धि 2014 में मिर्गी की सर्जरी के दौरान एक मरीज से निकाले गए सेरेब्रल कॉर्टेक्स के एक क्यूबिक मिलीमीटर पर केंद्रित है। एक दशक से अधिक समय तक, जीवविज्ञानियों और मशीन-लर्निंग विशेषज्ञों की एक टीम ने इस छोटे ऊतक के नमूने का सावधानीपूर्वक विश्लेषण किया, जिसमें लगभग 57,000 कोशिकाएँ और 150 मिलियन सिनेप्स शामिल हैं। उनका काम मस्तिष्क विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रगति को दर्शाता है, जो मस्तिष्क की वायरिंग को समझने में अभूतपूर्व स्तर का विवरण प्रदान करता है।

उन्नत मानचित्रण तकनीकें

प्रक्रिया की शुरुआत भारी धातुओं का उपयोग करके मस्तिष्क के ऊतकों को रंगने से हुई, जो कोशिकाओं में लिपिड झिल्लियों से बंधते हैं, जिससे वे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देते हैं। फिर ऊतक को राल में एम्बेड किया गया और बेहद पतले खंडों में काटा गया, जिनमें से प्रत्येक केवल 34 नैनोमीटर मोटा था। इस तकनीक ने एक जटिल 3D समस्या को अधिक प्रबंधनीय 2D में बदल दिया, जिसके परिणामस्वरूप 1.4 पेटाबाइट्स का एक विशाल डेटासेट प्राप्त हुआ। इन 2D स्लाइस को एक सुसंगत 3D मॉडल में एक साथ जोड़ने के लिए, टीम ने Google के सहयोग से विकसित मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग किया। इसमें छवियों को संरेखित करना और विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं को स्वचालित रूप से विभाजित करना शामिल था, हालांकि इन खंडों की सटीकता को परिष्कृत करने के लिए मैन्युअल समायोजन की आवश्यकता थी।

अंतर्दृष्टि और चुनौतियाँ

परिणामी मानचित्र मस्तिष्क की कोशिकीय संरचना के बारे में बहुत सारी जानकारी प्रकट करता है। इसने 50 से अधिक सिनेप्स वाले न्यूरॉन्स की पहचान की है, एक ऐसा विवरण जिसे पहले अनदेखा किया गया था और जो कॉर्टिकल प्रोसेसिंग को समझने के लिए संभावित रूप से महत्वपूर्ण है। हालाँकि, इस परियोजना में चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है, जैसे कि सेगमेंटेशन त्रुटियों को ठीक करने के लिए डेटा की विशाल मात्रा को मैन्युअल रूप से सत्यापित करना। कुछ कोशिकाएँ, जैसे कि अज्ञात अंडे के आकार की संरचनाएँ और उलझी हुई कोशिकाएँ, रहस्यपूर्ण बनी हुई हैं। ये असामान्यताएँ नई जानकारी प्रदान कर सकती हैं लेकिन आगे की जाँच की आवश्यकता है।

भावी अनुसंधान के लिए निहितार्थ

मस्तिष्क मानचित्र अब सार्वजनिक रूप से सुलभ है, जिससे शोध के लिए नए रास्ते खुल रहे हैं। यह मानसिक स्वास्थ्य विकारों, जैसे कि सिज़ोफ्रेनिया के बारे में हमारे ज्ञान को आगे बढ़ाने का वादा करता है, और मस्तिष्क के कार्यों की नकल करके एआई में सुधार को प्रेरित कर सकता है। भविष्य की परियोजनाओं में इस शोध को पूरे चूहे के मस्तिष्क और अतिरिक्त मानव मस्तिष्क क्षेत्रों तक विस्तारित करना शामिल है, जो संभावित रूप से तंत्रिका विज्ञान और संबंधित क्षेत्रों में और अधिक सफलताओं की ओर ले जाएगा।