Dhjetë vjet më parë, Dr. Jeff Lichtman – profesor i biologjisë molekulare dhe qelizore në Universitetin e Harvardit – mori një mostër të vogël truri në laboratorin e tij.
Edhe pse i vogël, 1 milimetër kub i indit ishte mjaft i madh pasi përmbante 57,000 qeliza, 230 milimetra enë gjaku dhe 150 milionë sinapse.
“Ishte më pak se një kokërr orizi, por filluam ta prisnim dhe ta shikonim, dhe ishte vërtet e bukur,” tha ai. “Por ndërsa po grumbullonim të dhënat, kuptova se thjesht kishim rrugë të gjatë përpara, shumë më tepër sesa mund të përballonim.”
Përfundimisht, Lichtman dhe ekipi i tij përfunduan me 1,400 terabajt të dhëna nga kampioni – afërsisht përmbajtjen e mbi 1 miliard librave. Tani, pas një dekade bashkëpunimi të ngushtë të ekipit laboratorik me shkencëtarët në Google, ato të dhëna janë kthyer në hartën më të hollësishme të një kampioni të trurit njerëzor të krijuar ndonjëherë.
300 milionë pamje
Mostra e trurit erdhi nga një pacient me epilepsi të rëndë. Është procedurë standarde, tha Lichtman, për të hequr një pjesë të vogël të trurit për të ndaluar krizat, dhe më pas e shikoni indin për t’u siguruar që është normal.
“Pacienti ishte anonim, kështu që nuk dija pothuajse asgjë për të, përveç moshës dhe gjinisë,” tha ai.
Për të analizuar kampionin, Lichtman dhe ekipi i tij fillimisht e prenë atë në pjesë të holla duke përdorur një thikë me një teh të bërë prej diamanti. Seksionet u futën më pas në një rrëshirë të fortë dhe u prenë përsëri, shumë hollë.
“Rreth 30 nanometra, ose afërsisht e 1000-ta e trashësisë së flokëve të njeriut. Ata ishin praktikisht të padukshëm, nëse nuk do të ishte për faktin se i kishim shenjuar me metale të rënda, gjë që i bënte të dukshme kur bënim pamjet elektronike, “tha ai.
Ekipi përfundoi me disa mijëra feta, të cilat u kapën me një kasetë të bërë me porosi, duke krijuar një lloj shiriti filmi: “Nëse bëni një fotografi të secilit prej atyre seksioneve dhe i rreshtoni ato foto, ju merrni një pjesë tredimensionale të trurit në nivel mikroskopik.”
Pikërisht atëherë studiuesit kuptuan se kishin nevojë për ndihmë me të dhënat, sepse pamjet që dilnin do kishin një sasi të konsiderueshme ruajtjeje.
Lichtman e dinte se Google po punonte në një hartë dixhitale të trurit të një mize frutash, e lëshuar në vitin 2019 dhe kishte pajisjen e duhur kompjuterike për këtë punë. Ai kontaktoi me Viren Jain, një shkencëtar i lartë i stafit të kërkimit në Google, i cili po punonte në projektin e mizave të frutave.
“Kishte 300 milionë pamje të veçanta (në të dhënat e Harvardit),” tha Jain.
“Ajo që i bën kaq shumë të dhënat për t’u ruajtur është se po merrni pamje me një rezolucion shumë të lartë, në nivelin e një sinapsi individual. Dhe vetëm në atë kampion të vogël të indit të trurit kishte 150 milionë sinapse.”
Për të kuptuar pamjet, shkencëtarët në Google përdorën përpunimin dhe analizën e bazuar në inteligjencën artificiale, duke identifikuar se çfarë lloj qelizash ishin në secilën fotografi dhe si ishin të lidhura ato.
Rezultati është një model interaktiv 3D i indit të trurit dhe grupi më i madh i të dhënave të krijuar ndonjëherë në këtë rezolutë të strukturës së trurit të njeriut. Google e bëri atë të disponueshëm në internet si “Neuroglancer” dhe një studim u botua në revistën Science në të njëjtën kohë, me Lichtman dhe Jain midis bashkautorëve.
Kuptimi i trurit
Bashkëpunimi msidis ekipeve të Harvardit dhe Google rezultoi në pamje të ngjyrosura që i bëjnë përbërësit individualë më të dukshëm, por përndryshe ato janë një paraqitje e vërtetë e indit.
“Ngjyrat janë krejtësisht arbitrare,” shpjegoi Jain, “por përtej kësaj, nuk ka shumë punë artistike këtu. E gjithë thelbi i kësaj është se ne nuk po e krijojmë atë – këta janë neuronet e vërtetë, telat e vërtetë që ekzistojnë në këtë tru, dhe ne në të vërtetë thjesht po e bëjmë atë të përshtatshëm dhe të arritshëm për biologët për ta parë dhe studiuar.”
Të dhënat përmbanin disa surpriza. Për shembull, në vend që të formojnë një lidhje të vetme, çiftet e neuroneve kanë më shumë se 50 të tilla.
“Kjo është njësoj sikur dy shtëpi në një bllok të kishin 50 linja telefonike të veçanta që i lidhin ato. çfarë po ndodh atje? Pse janë të lidhur kaq fort? Nuk e dimë ende se cili është funksioni apo rëndësia e kësaj dukurie, do të na duhet ta studiojmë më tej”, tha ai.
Përfundimisht, vëzhgimi i trurit në këtë nivel hollësish mund t’i ndihmojë studiuesit të kuptojnë gjendjet mjekësore e ssëmundjet e pakurueshme, sipas Lichtman.
“Çfarë do të thotë të kuptojmë trurin tonë? Më e mira që mund të bëjmë është ta përshkruajmë atë dhe shpresojmë që nga këto përshkrime do arrihet një realizim, për shembull, se si truri normal është i ndryshëm nga truri që është i çrregullt, në sëmundjet psikiatrike të të rriturve ose çrregullimet e zhvillimit si spektri i autizmit – ky lloj krahasimi do jetë shumë i vlefshëm,” tha ai.
“Përfundimisht, do na japë një pasqyrë të asaj që është e gabuar, për të cilën, në shumicën e rasteve, ne jemi ende në errësirë.”
Lichtman beson gjithashtu se grupi i të dhënave mund të jetë i mbushur me hollësi të tjera mahnitëse që, për shkak të madhësisë së tij, nuk janë zbuluar ende: “Dhe kjo është arsyeja pse ne po e ndajmë atë në internet, kështu që çdokush mund ta shikojë dhe të gjejë gjëra,”
Më pas, ekipi që qëndron pas projektit synon të krijojë një hartë të plotë të trurit të një miu, i cili do kërkonte midis 500 dhe 1000 herë sasinë e të dhënave të mostrës së trurit të njeriut.
“Kjo do të thotë 1 ekzabajt, që është 1000 petabajt,” tha Lichtman.
“Shumë njerëz po mendojnë fort se si do ta bëjmë këtë dhe ne jemi në vitin e parë të një prove pesëvjeçare. Mendoj se ky do të ishte një çast për neuroshkencën, për të pasur një diagram të plotë të lidhjes së trurit të gjitarëve; do t’u përgjigjej shumë, shumë pyetjeve. Dhe sigurisht, do zbulonte shumë probleme të tjera, gjëra që nuk i kishim pritur.”
Po në lidhje me hartën e një truri të tërë njerëzor? Kjo do të ishte 1000 herë më e madhe, shpjegoi Lichtman, që do të thotë se të dhënat do arrinin në 1 zetabyte. Në vitin 2016, kjo ishte madhësia e të gjithë trafikut të internetit për vitin, sipas Cisco. Për momentin, tha Lichtman, jo vetëm që do ishte e vështirë të ruheshin edhe aq shumë të dhëna, por nuk do të kishte asnjë mënyrë etike të pranueshme për të marrë burimin e një truri njerëzor të paprekur dhe të ruajtur mirë.
Hapja e një shtegu të ri
Studiuesit në të njëjtën fushë, të cilët nuk ishin të përfshirë në punë, shprehën entuziazmin e tyre kur u pyetën nga CNN për koment.
“Ky studim është i mrekullueshëm dhe ka shumë për të mësuar nga të dhëna si kjo,” tha Michael Bienkowki, një asistent profesor i fiziologjisë dhe neuroshkencës në Shkollën e Mjekësisë Keck të Universitetit të Kalifornisë Jugore.
“Pjesa më e madhe e asaj që ne mendojmë se kuptojmë për trurin e njeriut është ekstrapoluar nga kafshët, por hulumtimet si ky janë kritike për të zbuluar se çfarë na bën vërtet njerëz. Vizualizimi i neuroneve dhe qelizave të tjera të trurit është vërtet sfidues për shkak të densitetit dhe kompleksitetit të tyre, dhe grupi i të dhënave aktuale nuk kap lidhjet me rreze më të gjatë,” tha Bienkowski.
“Nga cilat rajone të tjera të trurit vijnë këto inpute dhe ku shkojnë rezultatet pasi të largohen nga zona? Por të shohësh të gjitha këto lloje të ndryshme qelizash dhe ndërveprimet e tyre është e pabesueshme dhe të bën të vlerësosh atë që është një kryevepër e arkitekturës së jetës”, shtoi ai.
Andreas Tolias, një profesor i oftalmologjisë në Universitetin Stanford në Kaliforni, ishte dakord.
“Ky është një studim teknik i jashtëzakonshëm që rindërton strukturën e korteksit të njeriut me rezolucion të lartë,” tha ai.
“Isha veçanërisht i emocionuar për zbulimin e aksoneve të rrallë të aftë për të formuar deri në 50 sinapsa. Ky zbulim është intrigues dhe ngre pyetje të rëndësishme në lidhje me rolet e tyre llogaritëse.”
Projekti i hartës së trurit hap derën për hetimet e ardhshme, sipas neuroshkencëtarit Olaf Sporns.
“Çdo tru i njeriut është një rrjet i madh i miliarda qelizave nervore”, tha Sporns, profesor i shquar i shkencave psikologjike dhe trurit në Universitetin e Indianës.
“Ky rrjet lejon qelizat të komunikojnë, në modele shumë specifike që janë thelbësore për kujtesën, mendimin dhe sjelljen. Harta e këtij rrjeti, lidhjes njerëzore, është kritike për të kuptuar se si funksionon truri,” shtoi ai, duke vënë në dukje se studimi hap terren të ri drejt këtij qëllimi të rëndësishëm dhe ofron mundësi të reja emocionuese për eksplorim dhe zbulim.
VINI RE: Ky material është pronësi intelektuale e CNN
Përgatiti për Hashtag.al, Klodian Manjani
