Для устранения всех искажений, вносимых консервированием и резкой, пришлось разработать специальные алгоритмы, которые в итоге смогли даже успешно «пришивать» на место случайно оторванные и сдвинутые в сторону фрагменты среза. Учитывая то, что каждый срез был отснят с разрешением 10 микрометров на пиксель, автоматическое редактирование изображений оказалось весьма длительной операцией: ученые говорят, что коррекция каждого среза занимала несколько часов времени.

После этого виртуальную стопку из 7404 срезов пришлось еще аккуратно и точно собрать в единое целое, а затем разработать алгоритмы, позволяющие рассматривать трехмерную модель объемом в один терабайт на более-менее обычных компьютерах. Ранее подобные модели делали для мышиного мозга, однако человеческий мозг представляет для медиков и ученых намного больший интерес: в частности, врачам точные атласы нужны для планирования операций по вживлению электродов.

Международная группа нейробиологов закончила работы по созданию самой подробной компьютерной 3D-карты человеческого мозга. Проект носит название BigBrain, этот атлас с микроскопической точностью показывает положение и связи нейронов в голове. На следующие несколько лет он станет одним из главных инструментов изучения человеческого мозга

Работа над проектом длилась 10 лет. В качестве образца использовался мозг умершей 64-летней женщины, который был нарезан на тончайшие пластины шириной 20 мкм, это тоньше, чем человеческий волос, всего было получено 7400 таких срезов. Съемка заняла тысячу часов, а полученный объем данных равнялся одному триллиону байтов, то есть чуть меньше терабайта, однако суперкомпьютеры в Канаде и Германии работали в течение нескольких лет, чтобы в итоге создать реальную объемную модель во всех подробностях.

«Качество старых карт мозга по сравнению с новой можно сравнить с теми, которые картографы Земли использовали в XVII веке», – говорит Дэвид Ван Эссен, нейробиолог из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, штат Миссури. Дэвид считает, что новый и улучшенный набор анатомических ориентиров может позволить исследователям гораздо точнее объединить в единое целое различные типы данных о мозге – такие как экспрессия генов, нейроанатомию и электрическую активность нейронов.

BigBrain позволяет точно определить местоположение каждого нейрона в разных частях головного мозга и, соответственно, дает шанс определить наконец, какие части этого органа за что отвечают. Разрешение BigBrain в 50 раз выше существующих сканов головного мозга.

«Это полностью меняет все, теперь мы можем различать мельчайшие структурные и физиологические особенности строения мозга», – сказал соавтор исследования Алан Эванс, невропатолог Монреальского неврологического института в Университете Макгилла в Канаде.

Хотя нынешний атлас – этот карта мозга одного конкретного человека, он станет важной отправной точкой для интерпретации данных других людей в будущем, добавляет Ван Эссен, который сравнивает BigBrain с проектом расшифровки генома человека.

Впрочем, идеал пока не достигнут: участники BigBrain приступили к созданию еще более подробного атласа, который в результате будет занимать около 20 триллионов байтов – больше, чем современные суперкомпьютеры способны обсчитать как единую модель. Есть, впрочем, шанс, что к моменту завершения сканирования появятся новые, на порядок более мощные процессоры и софт.

И хотя до полной расшифровки мозга с его 80 миллиардами нейронов и невероятным количеством связей по-прежнему довольно далеко, эта задача уже не кажется такой ненаучной фантастикой, как раньше.