【文/Rita Carter;譯者/蔡承志】

 

這顆捐贈的腦切成極薄的切片,接著就掃描輸入電腦。

 

如今有一顆腦以數位形式存在電腦裡供後代使用,這恐怕是它從來不曾想過的事。那是一名六十五歲的歐洲女性捐贈給醫學界的腦,經過掃描並轉換成最精密的細部結構圖譜。這組3D圖譜成為研究人員強大的新工具,幫助我們了解人腦如何運作。

五年前,也就是這顆腦剛捐贈時,最精細的真實腦部圖像不會比人類肉眼所見細密多少。不過「BigBrain」呈現的腦圖像幾乎達到細胞等級:你可以拉近看到區區二十微米寬的特徵(一千微米等於一毫米),解析度是先前最佳觀測的五十倍。這個3D模型還可以和其他資料合併,好比腦中各部位的基因活動,用新的角度探究這最複雜的器官。全世界的研究人員將能下載BigBrain的數位切片影像,用它來協助手邊的研究。

「腦的功能和結構是一體兩面,」該研究的主持人,德國杜塞道夫大學的凱特琳‧阿穆茲教授(Katrin Amunts)說明,「想了解腦的功能,非得認識腦的解剖構造不可,尤其要了解它的微觀結構。」

那顆捐贈的腦約一千四百公克重,以石蠟浸泡,在杜塞道夫大學腦部研究中心踏上旅途,邁向數位不朽。那個器官在那裡以一台類似培根切片機的機器切成7,404個縱切片,每片的厚度大概就像保鮮膜。切片經染色後置於玻片上並進行掃描。

掃描得到的資料便交由加拿大麥吉爾大學的電腦科學家轉為3D模型「BigBrain」。這項作業非常浩大,因為每片數位化切片都必須和下一片精確對齊。整顆數位腦最後占用了整整一兆位元組(1 TB)的運算空間。

這套腦圖集是人腦計畫(Human Brain Project)的一環,這項斥資十億歐元的計畫打算模擬整個人腦的運作,預計花十年打造出數位心智,而BigBrain將幫助我們邁向目標。

 

【完整內容請見《BBC知識國際中文版》第26期(2013年10月號)。版權所有,轉載請註明出處。】

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