Az új térkép elképesztően részletgazdagon mutatja be az agy egy darabkájának szinapszisait és szerkezetét, és az elemzések alapján úgy tűnik, hogy talán egy újfajta idegsejt nyomára is rávezethet. Bár a térkép még mindig csak az agy egy kis darabját ábrázolja – az átlagos emberi agy 86 milliárd idegsejtből épül fel – az adatsor így is gigantikus: 1,4 petabájt nagyságú. Ebből adódóan még nem is volt lehetőség és idő a részletes elemzésre, mondja Viren Jain, a Google kutatási részlegének munkatársa, aki szerint a most közzétett térkép leginkább a humán genomhoz hasonlítható, amelynek elemzése 20 év munka után sem fejeződött be.

A kutatócsoport munkája akkor kezdődött, amikor Jeff Lichtman, a Harvard szakértője hozzájutott egy 45 éves nő agykérgének egy darabkájához. A páciens gyógyszeres kezelésnek ellenálló epilepsziában szenvedett, és a terápia részeként műtétileg eltávolították hippokampusza bal oldalát. Ehhez azonban a hippokampusz feletti, egészséges agyszövetből is ki kellett emelniük egy darabot.

Lichtman és társai ezt a darabkát konzerválták, majd nehézfémekkel megfestették a mintát, hogy minden sejt külső membránja látszódjon az elektronmikroszkópos felvételeken. Ezt követően műgyantába mártották az agyszövetet, majd az emberi hajszálnál ezerszer vékonyabb, 30 nanométeres szeletekre vágták, és minden szeletről elektronmikroszkópos felvételeket készítettek.

Jain csapata, vagyis a Google ezen a ponton szállt be a projektbe: az ő feladatuk volt, hogy a kétdimenziós szeletekről készült képekből egy térbeli térképet állítsanak össze. A sejtek és a köztük lévő kapcsolatok rekonstruálásához gépi tanulást alkalmaztak, és menet közben a különböző sejttípusokat is felcímkézték. A teljes elkészült térkép egy mindössze 1 köbmilliméteres szövetdarabot imitál, ami az MR-képeken nagyjából egy pixelt tesz ki.

A projektben résztvevő és az azon kívüli kutatók szerint is rendkívül értékes adathalmazról van szó, amely évekre munkát adhat az elemzőknek. Jain és Lichtman kutatócsoportjának tagjai máris érdekes felfedezéseket tettek az új adatok révén, például azzal kapcsolatban, hogyan kapcsolódnak egymáshoz a neuronok. Óriási eltérés mutatkozik ugyanis az egyes idegsejteknél abban, hogy hány ponton kapcsolódnak egy-egy másik sejthez.

Míg alapesetben egy neuron egy helyen kapcsolódik egy másikhoz, most találtak olyan idegsejti párokat is, amelyek 20 ponton kapcsolódnak egymással. Hogy az ilyen, multiszinaptikus kapcsolatoknak mi a funkciója, az egyelőre nem világos, de ahogy Lichtman mondja, még rengeteg mindent nem tudunk a kogníció, a gondolkodás, a döntéshozatal működéséről, így bizonyára annak is megvan az oka, hogy ezek a szinapszisok miért sokszorosak.

A másik érdekesség, hogy a kutatók a kéreg mélyén azonosítottak néhány furcsa neuronpárt, amilyenekhez hasonlót még sosem láttak. A párok tagjai egymással teljesen ellentétes irányba mutatnak egy közös tengelyhez képest. Ennek oka egyelőre szintén ismeretlen, de nem kizárt, hogy egy új típusú és funkciójú idegsejtről lehet szó.

A konnektomika, vagyis az idegsejtek közti kapcsolatok vizsgálata rengeteget fejlődött az 1980-as évek óta, amikor először kezdték el egy állati agy, egy pár száz idegsejtből szerv szinapszisait feltérképezni. Lichtman és társai azt szorgalmazzák, hogy az agy működésének megértéséhez a teljes szervet fel kellene térképezni hasonló részletességgel, ez azonban egy zettabájtnyi adatot jelentene, ami nagyjából a teljes Föld egy évnyi digitális adattermelésével egyenértékű.

Ekkora adathalmazt sem elemezni, sem kezelni nem lesz egyszerű, és más kutatók szerint nem is biztos, hogy van értelme nekifutni. Lehetséges ugyanis, hogy a hasonló apró mintákból – illetve egyes betegségekben érintettek agyakból vett apró mintákból – szintén kiderülhetnek a lényegi információk. Arról nem is beszélve, hogy mivel minden agy más, egyetlen teljes agy feltérképezésével még mindig nem kapnánk választ minden kérdésre.