Žmogaus ir dirbtinis intelektas suvienija jėgas, kad galėčiau tyrinėti smegenų sudėtingumą

Anonim

Mokslininkų komanda, vadovaujama prof. Steinas Aertsas (VIB-KU Leuvenas) yra pirmasis, kuris nustato kiekvienos atskiros smegenų ląstelės genų ekspresiją senėjimo metu vaisių muses. Jų sukurtas "ląstelių atlasas" suteikia beprecedentines įžvalgas apie smegenų veiklą, nes ji senėja. Paskelbtas šiandien moksliniame žurnale " Cell", atlasas yra svarbus pirmas žingsnis kuriant metodus, kurie gali padėti geriau suprasti žmogaus ligų vystymąsi.

Smegenys iš vaisių skrybėlių susideda iš maždaug 100 000 ląstelių ir, nors tai daro ją daug mažesnę už žmogaus smegenis, joje yra šimtai skirtingų tipų neuronų ir kitų ląstelių, sudarančių sudėtingą tinklą, panašų į žmogaus smegenis.

"Norint iš tikrųjų suprasti smegenų veiklą, netgi tokius mažus, kaip ir vaisių sklidimus, mes turime padidinti kiekvieną atskirą ląstelę", - aiškina prof. Steinas Aertsas (VIB-KU Leuvenas). "Visi organai ir audiniai susideda iš daugybės skirtingų ląstelių, kurie sąveikauja tarpusavyje, kad galėtų atlikti specifines funkcijas. Nors jie turi tą pačią DNR, jie visi išreiškia atskirą genų rinkinį ir, norint suprasti, kas iš tiesų vyksta, mums reikia žinoti, kokios ląstelės daro ką ir kada. "

Mokslininkai, dirbdami su vaisių muselais, kaip modeliu organizmus, iškėlė iššūkį, nedelsdami pradėdami nuo sudėtingiausio visų smegenų.

Kristoferas Davie, vienas iš daugelio tyrėjų, dalyvavusių šioje komandoje, teigia, kad tai nebuvo lengva užduotis: "Skerdimo smegenyse yra apie 15 000 genų ir maždaug 100 000 ląstelių. Todėl greitas skaičiavimas rodo, kad mes žiūrime daugiau nei milijardą duomenys rodo analizuoti ir žemėlapiu laikui bėgant. "

Vienintelis būdas išmėginti šį milžinišką duomenų kiekį yra menka iš dirbtinio intelekto. Komanda naudojo mašininio mokymosi metodus, kad būtų galima tiksliai numatyti ląstelių amžių, remiantis informacija, surinkta iš įvairių amžiaus grupių smegenų ląstelių.

Panašiai kaip ir žmogaus smegenys, skrandžio smegenys turi atskiras ląsteles, atsakingas už miegą, atminimą, kvapą ir kt. Mokslininkai užsiregistravo daugiau kaip 80 skirtingų ląstelių tipo grupių, ir įdomu, taip pat nustatyta, kad ne visi jie amžiumiasi vienodai.

Genų išraiškos žemėlapių skaičiavimas tūkstančiuose ląstelių yra sunkus darbas, taigi tai, kas paskatino komandą atlikti savo misiją? "Ląstelės nuolat keičia savo vaidmenį: kai jie senėja, reaguodama į aplinkos pokyčius, po ligos, " aiškina Steinas Aertsas. "Šventasis graikas yra įvertinti paciento audinių ir ląstelių molekulinę būklę realiuoju laiku, leidžiančią anksti diagnozuoti bet kokią ligą ir veiksmingai pritaikytus gydymui. Tačiau ten turime sukurti ir modelius, ir priemones, kad suprastume ląstelių pokyčių dinamika. "

Taigi senėjimo skrandžio smegenų žemėlapis pirmiausia yra svarbus technologinis poelgis. "Aerts" komanda yra pirmasis pasaulyje, kuris šiame išsamiai aprašo visą organizmo smegenis.

Norint plėtoti biomedicinos programas reikės daugiau darbo ir, pagal apibrėžimą, bendradarbiauti. Štai kodėl "Aerts" yra didelio visos Europos konsorciumo, vadinamas "LifeTime", dalis, kurios tikslas yra pakeisti sveikatos priežiūrą stebint ir suprasti ląstelių pokyčius ligos metu.

"Mes padarėme visus savo" fly "smegenų duomenis laisvai prieinamą unikalią internetinę analizės platformą, kur kiti mokslininkai taip pat gali pateikti savo duomenis", - sako "Aerts". Jis kartu su tarptautiniais kolegomis, naudojančiais vienos ląstelės technologiją, norėdamas ištirti skirtingus vaisių sklidimo organus, įkūrė "Fly Cell Atlas" konsorciumą. "Tai yra tikrai įdomus laikas biomedicininiams tyrimams. Žvelgdami į genų raišką vienos ląstelės skyrelyje, atskleidžiame tiek daug informacijos, kurią galime vengti."

menu
menu