科学探索|新的图谱技术将绘制出人脑中所有180多亿个细胞的“全景地图”( 二 ) 新的图谱技术将绘制出人脑中

然后是HOLiS显微镜，它以闪电般的速度运行，为每个部分生成巨大的技术性彩色3D图像。该技术的工作原理是将激光投射到组织中，形成一个光片，照亮一个非常薄的倾斜平面，同时一个快速相机捕捉到同一平面的图像。通过以恒定的速度移动大脑部分，每个平面的连续图像可以堆叠在一起，形成一个长的三维块。然后组织被来回扫描以覆盖其整个体积，然后再进入下一个部分。
希尔曼说："试图用现有的传统仪器对整个人类大脑进行成像需要数年时间，而我们希望我们的HOLiS系统将能够在大约一周内为整个大脑成像。这种速度将使全脑成像从一次性的概念验证变成一种能够对数百个大脑进行成像的技术。我们怀疑每个大脑都会非常不同，所以我们需要能够对大量的大脑进行成像，以了解整个生命周期的大脑多样性，并最终能够探索广泛的疾病和紊乱。"
然而，另一个挑战仍然存在。该团队预计每一次大脑追踪运行将产生大约2PB的数据，这是一个巨大的容量。卡内基梅隆大学匹兹堡超级计算中心的合作者将帮助该团队把这些海量的数据转换成更易于管理、可搜索和用户友好的数据库，以便进行分析和比较。哥伦比亚大学数据科学研究所的卡尔-冯德里克博士和辛西娅-拉什博士以及祖克曼研究所细胞成像核心的主任卢克-哈蒙德以其在计算机科学、机器视觉、信息理论和统计学方面的专业知识为项目的这一关键方面作出贡献。
参与这项工作的还有吴博士在伊坎医学院的同事，包括该学院神经病理学脑库主任、人脑保存和神经病理学专家约翰-F-克拉里博士。西奈山生物医学工程和成像研究所的助理教授Alan Seifert博士将在切割前获得整个大脑的详细磁共振图像。这将使用HOLiS收集的所有数据能够注册到目前的大脑图谱上，并进行分析，以便将细胞水平的HOLIS数据与MRI信号特性进行比较。伊坎团队还包括放射学教授Bradley Delman博士和神经科学教授Patrick Hof博士，他们将贡献他们在神经放射学和人脑数据的神经解剖学阅读方面的特殊专长。
帕维尔-奥斯滕博士是全脑细胞成像领域的先驱，现在是一家新成立公司的总裁、创始人和首席科学官，他的加入为项目的人才组合增添了光彩。Osten博士在规划该项目时发挥了重要作用，并将就快速分析HOLiS图像的最佳方法提供指导和建议，以找到所有的细胞，并将HOLiS扫描的信息映射到既定的人脑解剖图谱上。
希尔曼博士说："如果我们能简化这一过程，我们就能建立一个基础数据库，使人脑的分析变得前所未有，拥有这些数据应能加速我们了解人脑中经常出现的问题以及在发育、神经和精神疾病中出现的问题的努力。"