Het connectome
Sinds het begin van de 21e eeuw kunnen we het brein bestuderen door middel van een connectome, een netwerk van hersengebieden en hun verbindingen met elkaar. Met behulp van graph theory kunnen de hersenen worden benaderd als een gigantisch mathematisch netwerk van knopen en zijden. Zo kan men vergelijkingen maken binnen hersenen en tussen hersenen, door bijvoorbeeld te kijken naar gegevens zoals de netwerkdichtheid of de belangrijkste knopen. Het resultaat? Een prachtig kleurrijk plaatje van talloze hersenverbindingen (zie afbeelding). Een plaatje dat zo esthetisch aantrekkelijk is, dat de band Muse het connectome als album cover gebruikte in 2012.
Het bundelen van breinkracht
Het moderne connectome onderzoeksveld groeit razendsnel en is een direct resultaat van de groeiende beschikbare rekenkracht van computers. In een poging de grote hoeveelheid recent beschikbare data op het gebied van menselijke connectomes te bundelen, werd in 2010 het Human Connectome Project gestart. Het samenvoegen en vergelijken van de breindata van duizenden mensen, jong en oud, heeft de potentie om enorme inzichten te geven in hedendaagse ziektes en stoornissen zoals Alzheimer en schizofrenie.
Een hoofd vol petabytes
Een remedie tegen het haperen van onze hersenen heeft het connectome ons nog niet gegeven, maar nieuwe onderzoekstechnieken en analyses zijn constant in ontwikkeling. Bij het in kaart brengen van het gehele brein gaan details vaak verloren. Indien het ooit mogelijk zou zijn om een enkel brein met zeer hoge resolutie op synaps-niveau in kaart te brengen, dan zijn daar naar schatting honderden petabytes aan opslag voor nodig. Oftewel het geschatte vermogen van alle datacenters van Google bij elkaar. Voor nu ligt de focus op het toepassen van machine learning en deep learning op de groeiende datasets. Technieken die eerder niet toepasbaar waren omdat individuele datasets te klein waren en er te veel verschil bestaat tussen de bedrading van individuele hersenen.
Dokter van de toekomst
Mocht het nou zijn dat jij over 30 jaar bij de dokter komt met geheugenklachten. Wie weet wordt er dan een plaatje van jouw connectome gemaakt, waarna er met een algoritme wordt gezocht naar opstoppingen in je hersenen. Mocht dat ook niet baten, dan kun je jouw connectome altijd nog inlijsten en aan de muur hangen.
