AI var afgørende for at få projektets enorme billedmængde til at hænge sammen. Et mikroskop leverer flade billeder af meget tynde snit; computersystemer samler dem til tredimensionelle former og følger den enkelte nervecelles forgreninger gennem materialet. Resultatet er dog ikke bare maskinens bud. Fagfolk hos HHMI Janelia har gennemgået og rettet kortet, før det blev udgivet.
Fra smukt billede til søgbar forskningsdatabase
Den væsentligste forskel fra en almindelig illustration er, at andre forskere kan undersøge dataene. Janelia stiller både billedvolumener, markeringer og tabeller over forbindelser til rådighed. Kortet kan åbnes i blandt andet Neuroglancer, mens værktøjet neuPrint gør det muligt at stille spørgsmål til forbindelserne mellem bestemte celletyper.Det giver forskere en fælles reference. En hypotese om syn, smag eller bevægelse kan kobles til konkrete nervebaner, og en anden forsker kan efterprøve analysen i det samme materiale. Datasiden angiver en åben CC BY-licens, så ressourcen kan genbruges med kreditering.
Han- og hunfluen kan nu sammenlignes
Der fandtes allerede komplette kort over en hun-baneflue. Med det nye kort kan forskere for første gang sammenligne hele centralnervesystemer fra de to køn i synaptisk opløsning. Janelia oplyser, at holdet fandt 262 kønsspecifikke og 114 kønsforskellige celletyper i den centrale hjerne. Tilsammen udgør de 4,8 procent af cellerne dér.Den lille andel betyder ikke, at forskellen er lokal. Forskerne fandt, at ændrede forbindelser kan sprede virkningen gennem større dele af nervesystemet. Det åbner for mere præcise forsøg med de kredsløb, der hænger sammen med blandt andet sanser, bevægelse og social adfærd. Tre ledsagende studier bruger allerede kortet til at undersøge syn, smag og adfærd.
AI fjerner ikke behovet for menneskelig kontrol
Projektet viser både styrken og begrænsningen ved AI i naturvidenskab. Algoritmer kan følge strukturer gennem millioner af billeder langt hurtigere, end mennesker kan markere alt fra bunden. Men selv små fejl kan forbinde den forkerte celle eller afbryde en nervebane, og derfor har eksperter brugt år på at kontrollere og navngive materialet.Google beskriver løbende arbejde med kunstige træningseksempler, der skal gøre rekonstruktionen hurtigere og mere præcis. Målet er at reducere mængden af manuel rettelse, så større hjerner kan kortlægges inden for realistiske budgetter. Den færdige baneflue er dermed både et biologisk resultat og en prøve på, hvor langt billedanalyse kan skaleres.
Vejen til menneskehjernen er stadig meget lang
Et menneske har omkring 86 milliarder nerveceller, så et fuldt forbindelseskort er fortsat uden for rækkevidde. Forskerne bevæger sig i stedet trinvis videre til dyr med større og mere komplekse nervesystemer. Google fremhæver igangværende arbejde med fisk og dele af en musehjerne.Den nære værdi ligger derfor ikke i en hurtig kur mod hjernesygdomme. Den ligger i en åben, kontrollerbar model, hvor forskere kan koble anatomiske forbindelser til målbare forsøg. Jo bedre metoderne bliver til at bygge sådanne kort, desto mere systematisk kan forskningen undersøge, hvordan et nervesystem omsætter sanseindtryk til handling.
Der er benyttet AI til at skrive denne artikel.
