हार्वर्ड यूनिवर्सिटी और गूगल की एक अभूतपूर्व परियोजना ने मानव मस्तिष्क कनेक्शन का अब तक का सबसे विस्तृत मानचित्र तैयार किया है। यह उपलब्धि 2014 में मिर्गी सर्जरी के दौरान एक मरीज से निकाले गए सेरेब्रल कॉर्टेक्स के एक घन मिलीमीटर पर केंद्रित है। एक दशक से अधिक समय में, जीवविज्ञानी और मशीन-लर्निंग विशेषज्ञों की एक टीम ने इस छोटे ऊतक नमूने का सावधानीपूर्वक विश्लेषण किया, जिसमें लगभग 57,000 कोशिकाएं और 150 मिलियन शामिल हैं अन्तर्ग्रथन। उनका काम मस्तिष्क विज्ञान में एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतीक है, जो मस्तिष्क की वायरिंग को समझने में अभूतपूर्व स्तर का विवरण प्रदान करता है।
उन्नत मानचित्रण तकनीकें
यह प्रक्रिया भारी धातुओं का उपयोग करके मस्तिष्क के ऊतकों को धुंधला करने के साथ शुरू हुई, जो कोशिकाओं में लिपिड झिल्ली को बांधती है, जिससे वे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देते हैं। फिर ऊतक को राल में एम्बेड किया गया और बेहद पतले वर्गों में काटा गया, प्रत्येक केवल 34 नैनोमीटर मोटा था। इस तकनीक ने एक जटिल 3डी समस्या को अधिक प्रबंधनीय 2डी समस्या में बदल दिया, जिसके परिणामस्वरूप 1.4 पेटाबाइट का एक विशाल डेटासेट तैयार हुआ। इन 2डी स्लाइस को एक सुसंगत 3डी मॉडल में जोड़ने के लिए, टीम ने Google के सहयोग से विकसित मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग किया। इसमें छवियों को संरेखित करना और विभिन्न सेल प्रकारों को स्वचालित रूप से खंडित करना शामिल था, हालांकि इन खंडों की सटीकता को परिष्कृत करने के लिए मैन्युअल समायोजन की आवश्यकता थी।
अंतर्दृष्टि और चुनौतियाँ
परिणामी मानचित्र से मस्तिष्क की सेलुलर संरचना के बारे में प्रचुर मात्रा में जानकारी का पता चलता है। इसने 50 से अधिक सिनैप्स वाले न्यूरॉन्स की पहचान की है, एक विवरण जिसे पहले अनदेखा किया गया था और कॉर्टिकल प्रोसेसिंग को समझने के लिए संभावित रूप से महत्वपूर्ण था। हालाँकि, परियोजना को चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जैसे कि विभाजन त्रुटियों को ठीक करने के लिए बड़ी मात्रा में डेटा को मैन्युअल रूप से सत्यापित करना। कुछ कोशिकाएँ, जैसे अज्ञात अंडे के आकार की संरचनाएँ और उलझी हुई कोशिकाएँ, रहस्यमय बनी रहती हैं। ये असामान्यताएं नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती हैं लेकिन आगे की जांच की आवश्यकता है।
भविष्य के अनुसंधान के लिए निहितार्थ
मस्तिष्क मानचित्र अब सार्वजनिक रूप से सुलभ है, जिससे अनुसंधान के नए रास्ते खुल रहे हैं। यह सिज़ोफ्रेनिया जैसे मानसिक स्वास्थ्य विकारों 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 माउस मस्तिष्क और अतिरिक्त मानव मस्तिष्क क्षेत्रों तक विस्तारित करना शामिल है, जिससे संभावित रूप से तंत्रिका विज्ञान और संबंधित क्षेत्रों में और अधिक सफलताएं मिल सकती हैं।
