Dzięki nowej platformie, nazwanej MouseMapper, badacze odkryli rozległe stany zapalne oraz wcześniej nieznane uszkodzenia nerwów związane z otyłością.
Naukowcy z ośrodka badawczego Helmholtz Munich, Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium oraz kilku instytucji partnerskich stworzyli system sztucznej inteligencji (AI), który potrafi mapować zmiany chorobowe w całym organizmie myszy z dokładnością do poziomu pojedynczych komórek. Dzięki nowej platformie, nazwanej MouseMapper, badacze odkryli rozległe stany zapalne oraz wcześniej nieznane uszkodzenia nerwów związane z otyłością.
Czytaj więcej
Sztuczna inteligencja i analiza mowy mają pomóc lekarzom wychwycić pierwsze objawy choroby Alzheimera. Wcześniejsze wykrycie choroby może mieć isto...
Badanie wykazało również podobne wzorce molekularne w ludzkich tkankach, co sugeruje, że istotne aspekty uszkodzeń nerwów związanych z otyłością mogą występować zarówno u myszy, jak i u ludzi. Wyniki badania opublikowano w czasopiśmie „Nature”.
AI pomaga odkrywać nowe skutki otyłości
Otyłość wpływa nie tylko na masę ciała i metabolizm – przypomina portal ScienceDaily. Może zmieniać aktywność układu odpornościowego, zaburzać strukturę nerwów i przebudowywać tkanki w całym organizmie, zwiększając ryzyko takich chorób jak cukrzyca typu 2, choroby sercowo-naczyniowe, udar, neuropatia czy nowotwory. Mimo tak szerokiego wpływu naukowcy dotąd nie dysponowali narzędziami pozwalającymi badać zmiany chorobowe w całym nienaruszonym organizmie z dużą dokładnością.
Aby rozwiązać ten problem, zespół badawczy opracował MouseMapper. System AI wykorzystuje algorytmy głębokiego uczenia oparte na tzw. modelach bazowych do analizy ogromnych zbiorów danych obrazowych całego organizmu.
Czytaj więcej
Sztuczna inteligencja pomaga w stworzeniu idealnego leku na otyłość. Naukowcy liczą, że skutecznością przebije już istniejące preparaty.
System potrafi automatycznie identyfikować i segmentować 31 narządów oraz typów tkanek, a także mapować nerwy i komórki odpornościowe w całym ciele. Dzięki temu naukowcy mogą badać, jak choroby wpływają jednocześnie na wiele układów narządów w nienaruszonych organizmach myszy.
ScienceDaily pisze, że MouseMapper został oparty na modelu bazowym, co oznacza, że potrafi generalizować znacznie szerzej niż dane, na których był pierwotnie trenowany.
MouseMapper automatycznie analizuje obrazy, identyfikując regiony anatomiczne, sieci nerwowe i skupiska komórek odpornościowych w organizmach zwierząt.
Czytaj więcej
Wystarczy zrobić zdjęcie jedzenia, a AI przetworzy obraz i wyliczy zarówno zawarte w nim kalorie, jak i makroskładniki.
Takie podejście pozwoliło badaczom dokładnie określić miejsca występowania stanów zapalnych i uszkodzeń tkanek w takich narządach jak tkanka tłuszczowa, mięśnie, wątroba oraz nerwy obwodowe – pisze ScienceDaily. W przeciwieństwie do wcześniejszych metod naukowcy nie musieli wcześniej wybierać konkretnych obszarów do analizy.
Naukowcy odkryli nowe uszkodzenia nerwów związane z otyłością
Aby sprawdzić, jak otyłość zmienia organizm, badacze karmili myszy dietą wysokotłuszczową, która wywołała otyłość i problemy metaboliczne podobne do obserwowanych u ludzi.
Za pomocą MouseMapper zespół odkrył rozległe zmiany w organizacji komórek odpornościowych i struktur nerwowych w całym organizmie. Jedno z najbardziej zaskakujących odkryć dotyczyło nerwu trójdzielnego – głównego nerwu twarzy odpowiedzialnego za czucie oraz część funkcji ruchowych.
Czytaj więcej
Nutrix rozwija technologię wykorzystującą algorytmy sztucznej inteligencji do badania glukozy i leczenia otyłości. Start-up Marii Hahn połączył Kra...
U otyłych myszy zaobserwowano znaczne zmniejszenie liczby rozgałęzień i zakończeń tych nerwów, co sugeruje zaburzenia ich funkcjonowania. Testy behawioralne potwierdziły te wnioski – otyłe myszy słabiej reagowały na bodźce sensoryczne niż szczupłe zwierzęta. Naukowcy zidentyfikowali zmiany molekularne związane ze stanem zapalnym i przebudową nerwów.
Wiele tych samych sygnatur molekularnych znaleziono również w tkankach nerwu trójdzielnego u osób z otyłością. Sugeruje to, że zmiany nerwowe zaobserwowane u myszy mogą występować także u ludzi.
MouseMapper może zmienić badania nad cukrzycą i nowotworami
Badacze uważają, że MouseMapper może stać się ważnym narzędziem do badania chorób wpływających jednocześnie na wiele układów narządów, w tym cukrzycy, nowotworów, chorób neurodegeneracyjnych oraz schorzeń autoimmunologicznych.
W przeciwieństwie do wcześniejszych metod koncentrujących się na pojedynczych tkankach lub narządach MouseMapper oferuje zintegrowany system analizy całego organizmu, który pozwala identyfikować ogniska chorób w całym ciele.
Zespół udostępnił również publicznie internetowe zbiory danych dotyczących całego organizmu, aby naukowcy z całego świata mogli badać zmiany związane z otyłością w różnych narządach i tkankach.
