Искусственный интеллект помог ученым разгадать тайны мозжечка

Фото из открытых источников

Группа нейробиологов из Калифорнийского Университета совершила значительный шаг в понимании работы мозжечка благодаря использованию передовых методов искусственного интеллекта. Исследование, детали которого представлены в журнале Nature Neuroscience, демонстрирует новый подход к идентификации различных типов нейронов в мозжечке на основе их электрической активности.

Мозжечок, расположенный в задней части головного мозга, играет критическую роль в координации движений, поддержании равновесия и регуляции моторных функций. Этот небольшой, но чрезвычайно важный орган содержит более половины всех нейронов мозга, организованных в сложную и до сих пор не полностью понятную структуру. Нарушения в его работе приводят к серьезным расстройствам двигательных функций, включая тремор и нарушения походки.

Разработанная модель искусственного интеллекта использует алгоритмы глубокого обучения для анализа электрофизиологических данных. Исследователи применили оптогенетические методы, позволяющие избирательно активировать определенные нейроны с помощью света, чтобы создать обучающий набор данных. Это позволило ИИ-системе научиться распознавать уникальные "электрические подписи" различных типов нейронов мозжечка.

"До настоящего момента мы могли записывать электрические сигналы, но не имели надежного способа определить, какие клетки их генерируют. Наш метод позволяет преодолеть это ограничение", – объясняет научный сотрудник Джон Смит, один из авторов исследования.

Новый классификатор способен с высокой точностью идентифицировать различные типы нейронов, включая клетки Пуркинье – крупные и сложные нейроны, имеющие ключевое значение для функционирования мозжечка. Ученые предполагают, что этот инструмент позволит лучше изучить, как мозжечок обрабатывает информацию и координирует движения.

Технология открывает перспективы для создания более эффективных методов диагностики и лечения неврологических заболеваний, связанных с дисфункцией мозжечка, включая болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и различные формы атаксии. Понимание того, как конкретные типы нейронов участвуют в патологических процессах, может привести к разработке целенаправленных терапевтических стратегий.