यह मस्तिष्क का एक विस्तृत दृश्य है जैसा कि पहले कभी नहीं देखा गया था।
एक महत्वपूर्ण तकनीकी छलांग में, फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक शक्तिशाली नया कम्प्यूटेशनल और आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस टूल बनाया है जो चूहों में मस्तिष्क का एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3 डी मानचित्र उत्पन्न कर सकता है, जिससे उपयोगकर्ताओं को सभी कोणों से, Google धरती के नक्शे की तरह ज़ूम इन और बाहर की अनुमति मिलती है-और अणुओं के पूर्ण सेट में सहकर्मी जो मस्तिष्क कार्यों के लिए ऊर्जा का उत्पादन करते हैं।
नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के अनुसंधान अनुदान द्वारा वित्त पोषित यह नया एआई-चालित उपकरण, वैज्ञानिकों को अल्जाइमर रोग और अन्य न्यूरोडीजेनेरेटिव विकारों में चयापचय की भूमिका की अधिक व्यापक समझ के करीब एक कदम लाता है। यह लक्षित उपचारों की खोज के लिए संभावनाओं की एक नई सरणी खोल सकता है।
जर्नल में आज रिपोर्टिंग प्रकृति चयापचय, रेमन सन, पीएचडी के नेतृत्व में एक शोध टीम ने विस्तृत किया कि कैसे उन्होंने यूएफ के हिपर्जेटर सुपरकंप्यूटर का उपयोग करके अपने ग्राउंडब्रेकिंग मेटाविज़न 3 डी टूल को विकसित किया। सिद्धांत के प्रमाण के रूप में, उन्होंने एक दुर्लभ आनुवंशिक विकार के अल्जाइमर और पोम्पे रोग के सामान्य चूहों और माउस मॉडल दोनों में मस्तिष्क के एक 3 डी इंटरैक्टिव एटलस उत्पन्न किए। सन की लैब ने अपने डेटाबेस और वेब सर्वर को सार्वजनिक रूप से चयापचय और मन के बीच लिंक का अध्ययन करने वाले वैज्ञानिकों के बढ़ते क्षेत्र का समर्थन करने के लिए सार्वजनिक रूप से सुलभ बना दिया है।
“हमारी कार्यप्रणाली का उपयोग करते हुए, हम मस्तिष्क में हजारों अणुओं को मैप कर सकते हैं और ठीक है जहां वे प्रत्येक मस्तिष्क क्षेत्र के अंदर स्थित हैं। यह अभूतपूर्व है,” सेंटर फॉर एडवांस्ड स्पैटियल बायोमोलेक्यूल रिसर्च और यूएफ के मैकेनाइट ब्रेन इंस्टीट्यूट के इनोवेशन के लिए एसोसिएट डायरेक्टर सन ने कहा। “हम इसे NIH फंडिंग के बिना नहीं कर सकते थे। यह फंडिंग अल्जाइमर के चयापचय ड्राइवरों को उजागर करने के हमारे प्रयासों को बढ़ावा देती है और इस विनाशकारी बीमारी को रोकने और इलाज के लिए नए हस्तक्षेपों के लिए मार्ग प्रशस्त करती है।”
ऑनलाइन उपयोगकर्ता 3 डी पुनर्निर्माण में ऊतक के प्रत्येक खंड का पता लगा सकते हैं, जो पारंपरिक 2 डी मानचित्रों में दिखाई नहीं देने वाली बारीक जटिलताओं को रोशन करता है, सेलुलर चयापचय में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करता है – आहार, व्यायाम और आनुवांशिकी से प्रभावित – साथ ही साथ रोग तंत्र में भी।
“Google धरती पर, मैं एक शहर में ज़ूम इन कर सकता हूं और देख सकता हूं कि एक घर कैसा दिखता है, सड़क क्या दिखती है, क्या कारें हैं। इस तीन-आयामी स्थान में माउस मस्तिष्क के लिए हमने जो संकल्प किया है, वह है, और वे किस तरह से बीमारियों के विभाग में एक एसोसिएट प्रोफेसर के साथ-साथ यूएफ कॉलेज में एक एसोसिएट प्रोफेसर हैं। “आप उन अणुओं का पता लगा सकते हैं और उनकी जांच कर सकते हैं जो सोच, स्मृति और मस्तिष्क के स्वास्थ्य को प्रभावित करते हैं, जिनमें न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में शामिल लोग शामिल हैं। आप सभी अलग -अलग अणुओं को मैप कर सकते हैं और वे कैसे ठीक मस्तिष्क संरचनाओं में व्यवस्थित और वितरित किए जाते हैं।”
2 डी अभ्यावेदन से 3 डी तक कूद को प्राप्त करने के लिए-जो सूर्य ने एक फ्लिप फोन से एक स्मार्टफोन तक तकनीकी कूद की तुलना की-उसकी लैब ने 79 मस्तिष्क वर्गों को एक उच्च-तकनीकी इमेजिंग मशीन का उपयोग करके एक समय में एक पतली परत को स्कैन किया, जो वसा और कार्बोहाइड्रेट जैसे अणुओं की पहचान और गिनती करता है, मस्तिष्क समारोह के लिए आवश्यक पोषक तत्व।
“तब हमने एआई का उपयोग उन छवियों को संरेखित करने के लिए और उन्हें पूरे मस्तिष्क मेटाबोलोम को फिर से बनाने के लिए एक साथ ढेर करने के लिए किया,” जीन एमए ने कहा, बायोस्टैटिस्टिक्स में कागज और डॉक्टरेट छात्र के एक पहले लेखक, जो सूर्य और ली चेन, पीएचडी, एमएस द मेटाबोलोम द्वारा सलाह दी जाती है, हजारों अणुओं का संग्रह है जो मस्तिष्क के लिए ऊर्जा बनाते हैं।
अगले कदम के रूप में, सारा बर्क, पीएचडी के साथ, यूएफ के सेंटर फॉर कॉग्निटिव एजिंग एंड मेमोरी क्लिनिकल ट्रांसलेशनल रिसर्च के निदेशक, उन्होंने अणुओं के साथ सहसंबंधित होने के लिए शरीर रचना को मैप किया और 95 से 99%तक सटीकता को सत्यापित करने के लिए गणितीय तरीकों का उपयोग किया, सन ने कहा।
आगे बढ़ते हुए, शोधकर्ता स्थापित एमआरआई इमेजिंग और आनुवंशिक विश्लेषण के साथ मानचित्र-निर्माण उपकरण को एकीकृत कर सकते हैं, जो मस्तिष्क के सटीक क्षेत्रों को लक्षित करने वाले उपचारों को विकसित करने की दिशा में काम करने के लिए, वर्तमान उपचारों के विपरीत, जो मस्तिष्क के नॉनडाइज्ड भागों को भी प्रभावित कर सकते हैं।
“रोग की रोकथाम और उपचार के लिए, हमने जीवविज्ञानी के लिए एक नया कोण खोला है,” पेपर के एक सह-संबंध लेखक और यूएफ कॉलेज ऑफ पब्लिक हेल्थ एंड हेल्थ प्रोफेशन्स डिपार्टमेंट ऑफ बायोस्टैटिस्टिक्स में एक एसोसिएट प्रोफेसर चेन ने कहा।
