Все Новости
Logo

Центр уведомлений

Нет сообщений!

Центр уведомлений

Нет сообщений!

Категории

    • •Все подкатегории «Технологии»
    • •Искусственный интеллект
    • •Автомобили
    • •Гаджеты
    • •Интернет
    • •Космос
    • •Новая энергия
    • •Все подкатегории «Наука»
    • •Физика & Химия
    • •Солнце
    • •Медицина & Биология
    • •Астрономия & Астрофизика
    • •История & Археология
    • •Квантовая физика
    • •Генетика
    • •Все подкатегории «Планета»
    • •Океаны
    • •Животные
    • •Открытия
    • •Флора
    • •Необычные явления
    • •Погода & Экология
    • •Антарктида
    • •Все подкатегории «Общество»
    • •Музыка
    • •Рекорды
    • •Искусство
    • •Архитектура
    • •Слухи
    • •Раскрытие
    • •Фильмы
    • •Мода
    • •Еда & Кухня
    • •Все подкатегории «Деньги»
    • •Налоги
    • •Аукционы
    • •Банки & Валюта
    • •Шоу бизнес
    • •Криптовалюта
    • •Фондовый рынок
    • •Компании
    • •Все подкатегории «Мировые события»
    • •Итоги
    • •Текущие новости
    • •Международные организации
    • •Встречи на высшем уровне
    • •Предстоящие события
    • •Трамп США
    • •Все подкатегории «Человек»
    • •Мяу и гав
    • •Сознание
    • •Дизайн
    • •Молодость
    • •Психология
    • •Образование
    • •Путешествия
    • •Языки

Следите за нами

  • •Технологии
  • •Наука
  • •Планета
  • •Общество
  • •Деньги
  • •Мировые события
  • •Человек

Поделиться

  • •Физика & Химия
  • •Солнце
  • •Медицина & Биология
  • •Астрономия & Астрофизика
  • •История & Археология
  • •Квантовая физика
  • •Генетика
  • О нас
  • Условия использования
  • Политика конфиденциальности
  • Главная
  • Наука
  • Генетика

Искусственный интеллект помогает раскрыть эволюционные тайны мозга

08:25, 14 февраля

Отредактировано: Надежда Садикова

Лёвен, 14 февраля 2025 года – Бельгийские исследователи применили методы глубокого обучения для изучения того, как генетические «переключатели» определяют типы клеток мозга у разных видов. В статье, опубликованной в Science, учёные продемонстрировали, что некоторые клеточные типы сохранились у птиц и млекопитающих на протяжении миллионов лет эволюции, тогда как другие развивались независимо.

Это исследование проливает свет на эволюцию мозга и предоставляет инструменты для изучения того, как регуляция генов формирует различные клеточные типы в разных видах и при различных заболеваниях. Как и все клетки организма, клетки мозга содержат одинаковую ДНК, но различаются по форме и функциям. Учёные стремятся понять, что делает каждый тип клеток уникальным, исследуя короткие ДНК-последовательности, выполняющие роль «переключателей», которые контролируют активность генов. Регуляция этих генетических «переключателей» определяет, какие гены будут активны в каждой клетке мозга, что называют регуляторным кодом.

Расшифровка регуляторного кода мозга

Профессор Стейн Аертс и его команда из VIB.AI (искусственный интеллект в Институте биотехнологии Фландрии) и Центра исследования мозга и заболеваний VIB-KU Leuven изучают принципы работы регуляторного кода и его влияние на болезни, такие как рак и неврологические расстройства. Они разрабатывают методы глубокого обучения для анализа регуляции генов в тысячах отдельных клеток.

«Модели глубокого обучения, работающие с ДНК-кодом, помогли нам выявить механизмы регуляции генов в различных типах клеток. Теперь мы хотели понять, можно ли использовать этот код для изучения того, какие клеточные типы сохранились у разных видов», — объясняет Аертс.

Хотя у птиц и млекопитающих различное строение нервной системы, они проходят схожие этапы развития. Команда Аертса применила методы глубокого обучения, чтобы выяснить, отражаются ли эти сходства и различия в регуляторных кодах клеток.

Искусственный интеллект и сравнительная эволюция

Постдок Николай Хеккер и аспирант Никлас Кемпинк разработали алгоритмы машинного обучения для сравнения типов клеток мозга человека, мыши и курицы, что охватывает около 320 миллионов лет эволюции. Учёные создали транскриптомный атлас — подробную карту всех РНК-молекул, присутствующих в клетках мозга курицы, — чтобы лучше понять его клеточную организацию.

«Наше исследование демонстрирует, как методы глубокого обучения позволяют анализировать и сравнивать клеточные типы, основываясь на их регуляторных кодах. С помощью этих кодов можно сопоставлять геномы различных видов, определять, какие регуляторные механизмы сохранились в ходе эволюции, и исследовать, как изменялись клеточные типы», — поясняет Хеккер.

Команда обнаружила, что некоторые регуляторные коды клеток мозга сохранялись у птиц и млекопитающих на протяжении миллионов лет, тогда как другие эволюционировали по-разному. Например, код определённых нейронов у птиц оказался схож с кодом нейронов глубоких слоёв неокортекса млекопитающих.

«Изучение регуляторного кода даёт нам важное преимущество. Он показывает, какие принципы регуляции генов сохраняются между видами, даже если сама последовательность ДНК изменилась», — добавляет Кемпинк.

Перспективы исследования

Ранее команда Аертса доказала, что регуляторные коды клеток меланомы (рака кожи) сохраняются у млекопитающих и рыб, что помогло выявить мутации в геномах пациентов с этим заболеванием. Новые модели, изучающие клетки мозга, могут стать инструментом для анализа генетических вариаций, связанных с когнитивными способностями и психическими расстройствами.

«В конечном итоге модели, способные расшифровывать регуляторный код генома, могут использоваться для сканирования геномов и поиска определённых клеточных типов или состояний клеток в любом виде живых существ. Это мощный инструмент для изучения заболеваний», — отмечает Аертс.

Сейчас команда расширяет свои исследования, применяя эволюционные модели к мозгу самых разных животных — от рыб до оленей, ежей и капибар. Это происходит в сотрудничестве с Центром спасения дикой природы и зоопарковой наукой. Кроме того, учёные исследуют, как модели искусственного интеллекта могут помочь выявить генетические вариации, связанные с болезнью Паркинсона.

Читайте больше новостей по этой теме:

16 июня

Новые генетические модельные системы: расширение понимания функции генов в эволюции животных

21 февраля

Глубокое обучение раскрывает секреты эволюции мозга и идентифицирован ген речи человека

17 февраля

scAGDE: Новый метод анализа данных о доступности хроматина отдельных клеток

Вы нашли ошибку или неточность?

Мы учтем ваши комментарии как можно скорее.