Zehn Jahre: Forscher erstellen detaillierteste Gehirnkarte aller Zeiten

Wissenschaftlern ist es mit neuen Methoden und viel Rechenleistung gelungen, eine hochauflösende Karte aller Zellen und Verbindungen in einem Kubikmillimeter des menschlichen Gehirns zu erstellen. Das macht die nächste Generation der Gehirnforschung möglich.

Genaueste 3D-Karte eines Gehirnfragments vorgestellt

Das Gehirn und seine genaue Funktionsweise sind für uns immer noch wegen der hohen Komplexität des Aufbaus ein großes Rätsel. In dieser Hinsicht haben Forscher jetzt einen grauen Fleck auf der Landkarte des Gehirns gefüllt. Ein Projekt hatte seit einem Jahrzehnt einen Kubikmillimeter der Großhirnrinde analysiert und kann jetzt die genaueste bisher erreichte Darstellung dieser Strukturen liefern.

Ein Forscherteam der Harvard University und von Google Research nutzen für ihre bahnbrechende Studie Gewebe aus der Großhirnrinde eines Patienten, das 2014 im Rahmen einer Operation zur Behandlung von Epilepsie entnommen worden war. Dieses Gewebe wurde dann in 5.000 Scheiben unterteilt, die jeweils mit speziell angefertigten Mehrstrahl-Elektronenmikroskop abgebildet wurden. Für dieses ein Kubikmillimeter große Stück Gehirn wurden so 1,4 Petabyte an Daten erfasst. 3D-Abbildung fast aller Nervenzellen und Verbindungen in einem Stück Gehirn Wie das Team unter der Führung von Dr. Jeff Lichtman (Harvard) und Dr. Viren Jain (Google) im jetzt Fachmagazin Nature (via Harvard Magazine) beschreibt, war das wiederum die Basis für eine vollständige 3D-Rekonstruktion der Probe, die fast alle Zellen und Verbindungen umfasst. Ein Neuron (grau) ist mit 5600 Nervenfasern (blau) (Google/Lichtman) Die Bewältigung der Datenflut war nur der Leistungsfähigkeit modernen Supercomputer und Algorithmen möglich, die speziell für die Analyse von Big Data in der Neurowissenschaft entwickelt wurden.

"Ein Terabyte ist für die meisten Menschen gigantisch, doch ein Fragment eines menschlichen Gehirns - nur ein winziges, klitzekleines Stückchen menschlichen Gehirns - ist immer noch Tausende von Terabytes groß", so Lichtman begeistert. Eine Zahl zeigt ganz deutlich, wie viel Arbeit Hirnforscher hier noch zu leisten haben. Die Probe enthielt rund 57.000 Zellen, das gesamte Gehirn kommt laut aktuellen Schätzungen auf 200 Milliarden Zellen.


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