Cervello umano in 3D: le immagini generate dall'AI di Google

Il cervello umano, un organo di appena tre chili che guida i nostri pensieri, emozioni e azioni, è stato a lungo avvolto nel mistero. Da anni gli scienziati cercano di svelare il suo funzionamento, ma la sua incredibile complessità rappresenta ancora oggi una grande sfida. Tuttavia, i recenti progressi nel campo dell’intelligenza artificiale stanno offrendo una nuova, potente lente attraverso cui osservare quest’organo straordinario.

Grazie ad una innovativa collaborazione tra ricercatori di Google e neuroscienziati di Harvard, l’intelligenza artificiale ha svolto un ruolo determinante nel generare una serie di immagini estremamente dettagliate del cervello umano. Queste immagini forniscono una visione senza precedenti della struttura cerebrale, offrendo uno sguardo ravvicinato sulla fitta e intricata rete di neuroni che sta alla base della nostra esistenza.

Un milione di gigabyte per un milionesimo di cervello

Il team di ricerca ha utilizzato strumenti avanzati di intelligenza artificiale per analizzare un piccolo campione di tessuto cerebrale umano, in particolare una sezione della corteccia del lobo temporale anteriore. Questo campione, benché minuscolo (rappresenta solo un milionesimo dell’intero cervello), conteneva una quantità impressionante di informazioni. Sorprendentemente, l’elaborazione di questi dati ha richiesto la strabiliante quantità di 1,4 petabyte di memoria, pari a oltre un milione di gigabyte.

L’intelligenza artificiale ha elaborato questi dati per costruire un modello tridimensionale ad alta risoluzione del tessuto cerebrale. Questo modello consente agli scienziati di navigare virtualmente nelle intricate pieghe e strati del cervello. Questa regione, responsabile delle funzioni cognitive più complesse, è suddivisa in sei strati distinti, ciascuno con un ruolo specializzato.

Le immagini generate dall’AI di Google offrono una visione ingrandita dei neuroni all’interno del campione, rivelando la stratificazione della corteccia attraverso la colorazione delle cellule in base alle loro dimensioni e al loro tipo. Questa visualizzazione permette di studiare la distribuzione dei diversi tipi di neuroni e il loro contributo a funzioni specifiche.

Mappare la miriade di neuroni grazie all’AI

Il cervello umano contiene circa 86 miliardi di neuroni, ognuno con caratteristiche uniche che influenzano la trasmissione delle informazioni. L’intelligenza artificiale ha fornito un censimento dettagliato dei diversi tipi di neuroni presenti nel campione, classificandoli in base alla loro morfologia. Queste informazioni possono essere confrontate con i dati di altre regioni cerebrali per identificare variazioni nella composizione neuronale.

Inoltre, l’AI è stata utilizzata per analizzare la distribuzione spaziale dei diversi tipi di neuroni, rivelando schemi di raggruppamento o dispersione che possono far luce sulle interazioni tra le diverse popolazioni neuronali all’interno dei circuiti funzionali del cervello.

Zoom sui dendriti e assoni

La magia del cervello sta nella sua capacità di trasmettere informazioni attraverso vaste reti di neuroni. Questa comunicazione avviene attraverso strutture specializzate chiamate dendriti e assoni. I dendriti sono come piccole antenne che ricevono segnali da altri neuroni, mentre gli assoni agiscono come lunghi e sottili cavi che trasmettono i segnali lontano dal corpo cellulare.

Una delle immagini più affascinanti generate dall’intelligenza artificiale di Google offre una visione ravvicinata dell’intricata danza di dendriti e assoni all’interno del tessuto campione, rivelando la densità e la connettività delle reti neuronali.

Analizzando i modelli di connettività, gli scienziati possono mappare i circuiti funzionali alla base di specifiche funzioni cerebrali, identificando gruppi di neuroni coinvolti nell’elaborazione di tipi simili di informazioni e tracciando i percorsi attraverso cui le informazioni fluiscono da una regione all’altra.

Una nuova finestra sulla mente umana

Le visualizzazioni dettagliate offerte dall’intelligenza artificiale rappresentano un enorme passo avanti per la comprensione del cervello umano. Questa nuova capacità di esplorare l’organo a un livello così granulare ha il potenziale di rivoluzionare la conoscenza dei disturbi neurologici e psichiatrici, confrontando campioni di tessuto cerebrale di individui sani con quelli affetti da varie patologie.

Inoltre, le immagini generate dall’AI possono essere utilizzate per studiare gli effetti dell’invecchiamento, dell’apprendimento e dell’esperienza sulla struttura e sulla connettività neuronale.