Институт Франклина напечатал сложную модель белого вещества мозга человека
За последние годы исследователи многое узнали о процессах, происходящих внутри человеческого мозга. Мы только начинаем видеть небольшой кусочек огромной картины. В ближайшие годы, возможно, удастся совершить потрясающие открытия, которые приведут к появлению лекарств от самых страшных болезней, начиная от Альцгеймера и Паркинсона и заканчивая психическими расстройствами.
Сейчас идет работа над самыми разными проектами, в том числе над Blue Brain Project, который был запущен еще в 2005 году. Его цель – создать синтетический мозг путем обратного инжиниринга мозга млекопитающего до молекулярного уровня. Ученые надеются, что им удастся достичь успеха к середине 2020-х гг.Нет никаких сомнений, что главная составляющая успеха любого проекта – это исследователи и ученые, работающие над ним. Сегодняшняя молодежь завтра станет учеными, которые в конечном итоге добьются успешного завершения Blue Brain Project, а также другие проектов, связанных с человеческим мозгом. Но как привлечь интерес молодых людей к этой сфере? Заинтересовать их и вложить в их руки правильные инструменты обучения. Вот для чего Институт Франклина организовал выставку под названием «Твой мозг».
Руководителем выставки был назначен доктор Джейатри Дас, главный биолог в Институте Франклина, который объяснил причину открытия этой интерактивной обучающей выставки, а также рассказал о ее главном экспонате.«На своих выставках мы всегда стараемся выставлять интересные и познавательные экспонаты, – говорит доктор Дас. – Изучение проводящих путей является важным аспектом исследования мозга, а диффузионно-тензорная методика визуализации позволяет постигнуть саму суть науки. 2D-изображения получились нереально красивыми, поэтому мы подумали, что крупномасштабная трехмерная модель могла бы привлечь всеобщее внимание, она стала бы уникальной дизайнерской скульптурой и напомнила бы о достижениях современной науки».
3D-печатная модель проводящих путей внутри мозга, состоящих из нитей белого вещества… звучит потрясающе, хотя путь к ее созданию оказался трудным и тернистым.
«Нам все говорили, что такую модель нереально напечатать на 3D-принтере, – вспоминает Донна Клэйборн, организатор выставок в Институте Франклина. – И это было удивительно, ведь мы знали, что технология 3D-печати идеально подходит для реализации сложных форм».
Клэйборн права: технология 3D-печати – действительно отличный инструмент для изготовления замысловатых форм, хотя такие сложные объекты, как мозг человека, могут оказаться не по силам даже самым современным 3D-принтерам, представленным на сегодняшнем рынке. 3D-модель, разработанная при участии доктора Хеннинга У. Восса, доцента кафедры радиологической физики в Медицинском колледже Вейлла Корнелла, получилась настолько сложной, что ее было трудно даже рассмотреть на экране компьютера, не то что напечатать. Она состояла из более чем 2000 волокон белого вещества, образующих проводящие пути мозга.
После долгих и упорных поисков руководство музея вышло на компанию Direct Dimensions из Оуинг-Миллс, штат Мэриленд.«Для выполнения этого проекта требовался очень одаренный технический специалист с правильной установкой. Без должного настроя его никогда не удалось бы осуществить, – считает Гарри Абрамсон, арт-директор Direct Dimensions. – Учитывая, что мы хотели напечатать модель из 2000 волокон, которые еще нужно было рассортировать, это была задача чудовищных масштабов. Просто нереальная задача».
SLS 3D-принтер sProHD 60 компании 3D Systems
Команда Direct Dimensions воспользовалась SLS 3D-принтером sProHD 60 компании 3D Systems, чтобы напечатать модель длиной 66 см, разделенную на 10 частей. На изготовление каждой части потребовалось около 20-22 часа. Direct Dimensions даже пришлось обратиться за помощью к компании American Precision Printing, когда дело дошло до сборки. Только представьте модель белого вещества мозга, состоящую из более чем 2000 волокон, которые требовалось правильно соединить. После бесчисленных часов трудоемкой работы мозг, наконец, был готов. «3D-модель мозга получилась потрясающей. Она превзошла мои самые смелые ожидания, – делится впечатлениями доктор Восс. – Это был фантастический проект, за которым стоит потрясающая команда».
