Себастьян Сеунг - Коннектом. Как мозг делает нас тем, что мы есть

Пример эффективности окрашивания по методу Гольджи … Из раствора смеси бихромата калия и нитрата серебра выпадает осадок хромата серебра, по неизвестной причине содержащий небольшую долю нейронов.

А когда Гольджи посмотрел в свой микроскоп … Guillery, 2005. Гипотезу Кахаля назвали «нейронной доктриной», а гипотезу Гольджи – «теорией сетчатости».

… он объединяет две клетки в одну большую, как и представлял Гольджи . Слышали шутку: «Экономика – единственная область, где два человека могут получить одну Нобелевскую премию за противоположные взгляды»? Видимо, она датируется 1974 годом, когда премию разделили Гуннар Мюрдаль и Фридрих Хайек, немало потрясенные тем, что их чествуют одновременно, ведь их воззрения были диаметрально противоположны. Произнося речь на торжественном банкете, Хайек заметил, что Нобелевская премия по экономике – вещь немного опасная. Позже Мюрдаль даже написал статью, где призывал больше не присуждать Нобелевскую премию в этой сфере (Myrdal, 1977). Он заявлял, что экономика – «неточная» наука, так что премия по экономике, учрежденная в 1968 году, не похожа на премии в области «точных» наук, чей список привел Альфред Нобель в своем знаменитом завещании 1895 года. Из уст Мюрдаля это слышать забавно, ведь именно он когда-то ратовал за учреждение Нобелевской премии по экономике. Учитывая, что в 1906 году Нобелевскую премию присудили Гольджи и Кахалю, можем ли мы считать нейробиологию точной наукой? Возможно, на шкале «точности наук» следует поместить ее где-то между экономикой и физикой. Да, взгляды Гольджи и Кахаля были противоположны друг другу, однако, насколько мне известно, никто не призывал на этом основании отказаться от присуждения Нобелевской премии по физиологии и медицине. И потом, оба все-таки оказались правы, так что Нобелевский комитет поступил справедливо.

… новые методы окрашивания … В наши дни применяют аналогичные методы, основанные на применении других меток – крупных и тяжелых атомов (осмия, урана, свинца), они хорошо отражают электроны.

… дифракционного барьера . Недавно физики поняли, что дифракционный барьер можно преодолеть с помощью флуоресцентной микроскопии – метода, недоступного для Гольджи (Hell, 2007).

Так объект выглядел бы в оптическом микроскопе. Размытую версию снимка сделал Винфрид Денк, который воспроизвел действие объектива микроскопа с апертурой 1,4 при длине волны 500 нм.

Ее ширина – всего 2 нанометра … Точнее, 2 нанометра – это «краевой радиус кривизны», как гордо заявляют на своих сайтах некоторые производители алмазных ножей. В литературе встречается более скромный показатель – 4 нм (Matzelle., 2003).

Кейт Портер и Джозеф Блюм. Porter, Blum, 1953. Бехтель (Becht el, 2006) рассказывает об истории применения электронных микроскопов в биологии.

… ультрамикротом, вмонтированный в вакуумную камеру электронного микроскопа . Denk, Horstmann, 2004.

…« серийной сканирующей электронной микроскопией основного блока образца »… В более ранний период исследователи применяли трансмиссионную (просвечивающую) электронную микроскопию (ТЭМ) – в этих установках электроны направлялись сквозь срезы ткани. (По сути, это как рассматривание негативной фотопленки на просвет.) В сканирующей электронный микроскопии электроны отражаются от поверхности объекта, чье изображение мы хотим получить.

… имели толщину всего 25 нанометров … Это важный показатель: он устанавливает вертикальный предел разрешения для стопки трехмерных снимков. В двух горизонтальных измерениях у электронной микроскопии разрешение гораздо лучше (всего несколько нанометров или даже меньше). Вертикальное же разрешение куда грубее.

… в конце концов тот достиг показателя в 30 нанометров. Первоначальная конструкция Хэйворта, показанная на рис. 30, называлась не АЛУМ (автоматический ленточный ультрамикротом), а АТЛУМ (автоматический токарный ленточный ультрамикротом). Пластмассовый блок, содержащий в себе образец мозговой ткани, закрепляется на приводе-оси, как у токарного станка. Каждый поворот оси проталкивает блок мимо алмазного резака, и в результате «сбривается» тончайший верхний слой образца. Вначале Хэйворт считал, что такое вращательное движение позволит лучше контролировать толщину срезов. Но затем он вернулся к традиционному линейному движению обычного ультрамикротома: так режут мясо в автоматических установках индийского ресторана.

… для нее не требуется алмазный резак. Нотт (Knott et al., 2008) описывает метод «размалывания с помощью сфокусированного пучка ионов». Бок (Bock, 2011) рассказывает о модификации трансмиссионного (просвечивающего) электронного микроскопа, позволяющей получать изображения более широкой рабочей области, тем самым ускоряя сбор данных.

… мимо проносятся стенки аксона . Этот молекулярный автомобиль – белок из семейства кинезинов. «Шоссе», по которому он едет, похоже на трубку и называется микротубулой.

Он способен детектировать до миллиарда столкновений частиц в секунду . CMS Collaboration, 2008.

Тогда еще не придумали термин « коннектом »… Когда в 2007 году Бреннер читал вступительную лекцию для моих студентов, которым я преподаю коннектомику, он выразил неудовольствие термином и посоветовал окрестить эту область нейрономией, пошутив, что «нейрономия по отношению к нейрологии – то же самое, что астрономия по сравнению с астрологией».

… немецко-американского биолога Рихарда Гольдшмидта … White et al., 1986.

… срезы толщиной около 50 нм – как раз достаточно, чтобы с уверенностью проследить путь большинства нейронных ветвей . В идеальном случае толщина среза должна равняться величине объемного разрешения для двухмерных изображений, получаемых с помощью электронного микроскопа. Тогда у создаваемого из них трехмерного изображения будет одно и то же объемное разрешение. Но резать так тонко невозможно, так что в третьем измерении картинка неизбежно будет иметь худшее разрешение.

… ставили одно и то же обозначение на поперечном сечении данного нейрона, различимом на длинной череде последовательно сделанных снимков. Они делали надписи маркерами на прозрачной ацетатной пленке, помещаемой на фотопластинки. Иногда процесс усложнялся: ученые следили за маршрутом сразу двух нейритов, идущих из разных мест и сходящихся в определенной точке. Выяснив, что эти отростки являются частью одного и того же нейрона, они отлистывали снимки назад и меняли все буквы на одном нейрите, относя его к нужному нейрону.

… где описывались 302 нейрона червя … Точнее, 282 соматических нейрона. Кроме них у бедняги есть 20 фарингальных нейронов, образующих почти независимую нервную систему (Albertson, Thomson, 1976). Исправить ошибки, устранить несоответствия и заполнить пробелы позже удалось другим исследователям (результаты их трудов см. в: Chen, Hall, Chklovskii, 2006). Эта исправленная версия опубликована на сайте Wormatlas.org.