Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2024

The burgeoning field of brain mapping

0

This article first appeared in The Checkup, MIT Technology Review’s weekly biotech newsletter. To receive it in your inbox every Thursday, and read articles like this first, sign up here. 

The human brain is an engineering marvel: 86 billion neurons form some 100 trillion connections to create a network so complex that it is, ironically, mind boggling.

This week scientists published the highest-resolution map yet of one small piece of the brain, a tissue sample one cubic millimeter in size. The resulting data set comprised 1,400 terabytes. (If they were to reconstruct the entire human brain, the data set would be a full zettabyte. That’s a billion terabytes. That’s roughly a year’s worth of all the digital content in the world.)

This map is just one of many that have been in the news in recent years. (I wrote about another brain map last year.) So this week I thought we could walk through some of the ways researchers make these maps and how they hope to use them.  

Scientists have been trying to map the brain for as long as they’ve been studying it. One of the most well-known brain maps came from German anatomist Korbinian Brodmann. In the early 1900s, he took sections of the brain that had been stained to highlight their structure and drew maps by hand, with 52 different areas divided according to how the neurons were organized. “He conjectured that they must do different things because the structure of their staining patterns are different,” says Michael Hawrylycz, a computational neuroscientist at the Allen Institute for Brain Science. Updated versions of his maps are still used today.

“With modern technology, we’ve been able to bring a lot more power to the construction,” he says. And over the past couple of decades we’ve seen an explosion of large, richly funded mapping efforts.

BigBrain, which was released in 2013, is a 3D rendering of the brain of a single donor, a 65-year-old woman. To create the atlas, researchers sliced the brain into more than 7,000 sections, took detailed images of each one, and stitched the sections into a three-dimensional reconstruction.

In the Human Connectome Project, researchers scanned 1,200 volunteers in MRI machines to map structural and functional connections in the brain. “They were able to map out what regions were activated in the brain at different times under different activities,” Hawrylycz says.

This kind of noninvasive imaging can provide valuable data, but “Its resolution is extremely coarse,” he adds. “Voxels [think: a 3D pixel] are of the size of a millimeter to three millimeters.”

And there are other projects too. The Synchrotron for Neuroscience—an Asia Pacific Strategic Enterprise,  a.k.a. “SYNAPSE,” aims to map the connections of an entire human brain at a very fine-grain resolution using synchrotron x-ray microscopy. The EBRAINS human brain atlas contains information on anatomy, connectivity, and function.

The work I wrote about last year is part of the $3 billion federally funded Brain Research Through Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN) Initiative, which launched in 2013. In this project, led by the Allen Institute for Brain Science, which has developed a number of brain atlases, researchers are working to develop a parts list detailing the vast array of cells in the human brain by sequencing single cells to look at gene expression. So far they’ve identified more than 3,000 types of brain cells, and they expect to find many more as they map more of the brain.

The draft map was based on brain tissue from just two donors. In the coming years, the team will add samples from hundreds more.

Mapping the cell types present in the brain seems like a straightforward task, but it’s not. The first stumbling block is deciding how to define a cell type. Seth Ament, a neuroscientist at the University of Maryland, likes to give his neuroscience graduate students a rundown of all the different ways brain cells can be defined: by their morphology, or by the way the cells fire, or by their activity during certain behaviors. But gene expression may be the Rosetta stone brain researchers have been looking for, he says: “If you look at cells from the perspective of just what genes are turned on in them, it corresponds almost one to one to all of those other kinds of properties of cells.” That’s the most remarkable discovery from all the cell atlases, he adds.

I have always assumed the point of all these atlases is to gain a better understanding of the brain. But Jeff Lichtman, a neuroscientist at Harvard University, doesn’t think “understanding” is the right word. He likens trying to understand the human brain to trying to understand New York City. It’s impossible. “There’s millions of things going on simultaneously, and everything is working, interacting, in different ways,” he says. “It’s too complicated.”

But as this latest paper shows, it is possible to describe the human brain in excruciating detail. “Having a satisfactory description means simply that if I look at a brain, I’m no longer surprised,” Lichtman says. That day is a long way off, though. The data Lichtman and his colleagues published this week was full of surprises—and many more are waiting to be uncovered.


Now read the rest of The Checkup

Another thing

The revolutionary AI tool AlphaFold, which predicts proteins’ structures on the basis of their genetic sequence, just got an upgrade, James O’Donnell reports. Now the tool can predict interactions between molecules. 

Read more from Tech Review’s archive

In 2013, Courtney Humphries reported on the development of BigBrain, a human brain atlas based on MRI images of more than 7,000 brain slices. 

And in 2017, we flagged the Human Cell Atlas project, which aims to categorize all the cells of the human body, as a breakthrough technology. That project is still underway

All these big, costly efforts to map the brain haven’t exactly led to a breakthrough in our understanding of its function, writes Emily Mullin in this story from 2021.  

From around the web

The Apple Watch’s atrial fibrillation (AFib) feature received FDA approval to track heart arrhythmias in clinical trials, making it the first digital health product to be qualified under the agency’s Medical Device Development Tools program. (Stat)

A CRISPR gene therapy improved vision in several people with an inherited form of blindness, according to an interim analysis of a small clinical trial to test the therapy. (CNN)

Long read: The covid vaccine, like all vaccines, can cause side effects. But many people who say they have been harmed by the vaccine feel that their injuries are being ignored.  (NYT)








День текилы в Waldorf Astoria Seychelles Platte Island

«Я о слове “тарелочница” только в Москве узнал»: Камиль Зулфугаров расскажет о новых правилах свиданий в новом сезоне шоу Stand Up на ТНТ

«Я о слове “тарелочница” только в Москве узнал»: Камиль Зулфугаров расскажет о новых правилах свиданий в новом сезоне шоу Stand Up на ТНТ

Московский фестиваль моды и роста «Зеленый подиум» состоится в четвёртый раз


At Last We Know Why Shemar Turner Fell To The 2nd Round

Jerome Powell is gaining some key backing on Capitol Hill from GOP senators

OpenAI warns that its new ChatGPT Agent has the ability to aid dangerous bioweapon development

The anti-DEI movement has a new ally: The FCC


ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»

Майское утро...

Тёплый рассвет в Турчасово

Инвестиции в ИИ — главный приоритет для финансовых директоров


The origin of 'AI Appreciation Day' isn't what you think: It was started by an Elon Musk admirer who camped outside of SpaceX Starbase for a year hoping to talk to the billionaire about AI regulation

В демоверсию Silver Palace можно будет поиграть 3 августа в Китае

As the Nintendo eShop fails to protect from 'eslop', indie devs reflect on how it affects their work and why Steam is just better: 'Their algorithm will more or less naturally bury AI slop'

В Pokémon TCG Pocket обновится система торговли карточками



Слуцкий высказался о новых санкциях, введённых против России.

Правительство разъяснило порядок выплат утильсбора.

Подводный праздник в Dhawa Ihuru: погружение за скидками

Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ


"Коммерсантъ": россияне стали реже покупать fashion-товары в 2025 году

В Москве мужчина напал на девушку после отказа познакомиться

«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье

Подводный праздник в Dhawa Ihuru: погружение за скидками


Мальта резко сократила выдачу виз россиянам

Измайлово — Семёновская: дельфины в бане у Соколиной Горы

Учёный из Москвы рассказал о правилах безопасности для фумигаторов

Овчинский: в новостройке на ул. Юных Ленинцев в ЮВАО идут отделочные работы


Александрова пробилась в 1/4 финала турнира в Гамбурге

Пройдёт ли россиянка в полуфинал турнира в Гамбурге? Александрова — Бондарь: прогноз и ставка

Рублев прокомментировал вылет с турнира в Лос-Кабосе

Роман с Маратом Сафиным и внебрачная дочь: что известно о жене Алексея Воробьева Аиде Гарифуллиной


Учёный из Москвы рассказал о правилах безопасности для фумигаторов

Измайлово — Семёновская: дельфины в бане у Соколиной Горы

В Подмосковье ИИ начал отслеживать припаркованные на газонах автомобили

Суд восстановил на работе москвичку, которую уволили из-за ИИ


Музыкальные новости

Юрия Лозу обманули мошенники

Саксофонист Бутман предложил написать джазовый гимн Петербурга

На VK Fest в Москве проданы все билеты

«Национальная Лотерея» и РОЛЬФ разыграют на VK Fest автомобиль в честь запуска новинки «Автомобильная лотерея «РОЛЬФ»


Московское «Динамо» потеряло очки в первом матче сезона с новичком РПЛ

Гафин поделился ожиданиями от встречи "Динамо" с "Балтикой" в РПЛ.

Слуцкий высказался о новых санкциях, введённых против России.

Подводный праздник в Dhawa Ihuru: погружение за скидками


Суставы человеку заменят не люди: В больницах России начнут ассистировать роботы

Овечкин посетил первый матч РПЛ между «Динамо» и «Балтикой»

Собчак удивилась столпотворению в Шереметьево во время атаки БПЛА ВСУ на Москву

«Путь к вершинам»: вдохновляющий проект для детей и подростков с ограниченными возможностями здоровья в Приэльбрусье


Правительство разъяснило порядок выплат утильсбора.

В Спас-Деменском районе ремонтируют дороги по нацпроекту

В России введут более строгие нормы для перевозки детей в авто.

Новые изменения в правилах дорожного движения от правительства


В Кремле нет данных о возможной встрече Путина и Трампа в КНР в сентябре – Песков

В Кремле прокомментировали информацию о возможной встрече Путина и Трампа в КНР

Путин отметил "Триколор" как одного из ведущих игроков в сфере спутниковой связи.

Маршрут от Ноябрьска до Москвы на автомобиле станет короче


Ситуация в медицине в России: преодоление новых вызовов хуже, чем во время COVID-19.



Не будущее, а настоящее: роботизированное эндопротезирование сустава впервые провели в Ставропольском крае

«Вы беременная, уходите»: почему Тодоренко не пустили к сыну на рентген

Источник 360.ru: в московской клинике пациентов снимали скрытой камерой

Проверь здоровье: диспансеризацию можно пройти в парках Москвы и Подмосковья


Раскрыта роль Зеленского в убийстве полковника СБУ Воронича в Киеве

В Киеве пожаловались, что Европа не хочет отдать им российские активы

Все получат по заслугам. Россия заявила о праве бить по странам, которые помогают Киеву. Свежая сводка с фронтов СВО от военкоров


Как 45 лет назад Москва стала столицей XXII летних Олимпийских игр

Военнослужащие и сотрудники Росгвардии обеспечили безопасность открытия Чемпионата России по футболу в Москве

"Динамо" и "Балтика" сыграли вничью в матче-открытии нового сезона РПЛ

Гафин поделился ожиданиями от встречи "Динамо" с "Балтикой" в РПЛ.


Лукашенко утвердил указ о повышенном обеспечении вооруженных сил в условиях военного времени.

Лукашенко настоятельно призвал жестко остановить воровство в аграрной сфере.

Лукашенко жестко поставил задачу по уборке урожая со словами «умри, но сделай»

Лукашенко потребовал от чиновников «не потерять картофель»


Сергей Собянин сообщил о планах расширения сети летних лагерей для подростков

Собянин: ГКБ № 52 получила статус клинического научно-исследовательского центра

Собянин: Первый участок Рублево-Архангельской линии метро полностью пройден

Собянин: Еще два БЛПА уничтожены силами ПВО Минобороны на подлете к Москве


Вильфанд связал приход тропических ливней в Москву с изменением климата

США планируют уменьшить количество сотрудников в агентстве по охране окружающей среды.

Ликсутов: Москва представит 5 зон на форуме «Территория будущего. Москва 2030»

Подросших ежей можно встретить в июле в Москве


В Москве на видео сняли, как мини-погрузчики ехали на задних колесах

Овчинский: в новостройке на ул. Юных Ленинцев в ЮВАО идут отделочные работы

Возвращение Виктории Бони в Москву обернулось скандалом

Мальта резко сократила выдачу виз россиянам


Прокуратура подсчитала риски нацпроектов в Архангельской области

Архангельская область - не самое перспективное место для трудоустройства

Собянин: Первый участок Рублево-Архангельской линии метро полностью пройден

Органами прокуратуры в сфере надзора за исполнением законодательства при реализации национальных проектов в первом полугодии 2025 года выявлено более тысячи нарушений


Уважаемые пассажиры!. Сегодня в пути следования задерживаются поезда

"Гранд сервис экспресс" сообщил о задержках 12 поездов в Крым

Гранд Сервис Экспресс: задерживаются пять поездов в Крым и семь из Крыма

Традиции народов Марокко и Мавритании в пересказе российского путешественника


Учёный из Москвы рассказал о правилах безопасности для фумигаторов

Возвращение Виктории Бони в Москву обернулось скандалом

Аэропорт Геленджика возобновил работу за рекордные 10 дней

В Подмосковье ИИ начал отслеживать припаркованные на газонах автомобили














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *