В дълбините на мозъка: изкуствен интелект откри следи от милиони години еволюция

Генетичните превключватели се оказаха ключови за разбирането еволюцията на невроните.

Екип от белгийски учени е приложил техники за дълбоко обучение, за да проучи механизмите на генна регулация в човешките и пилешките мозъчни клетки. Научната работа, публикувана в списание Science, показва, че някои клетъчни типове са останали непроменени в продължение на милиони години еволюция, докато при други има значителни различия между видовете.

Въпреки че имат един и същ набор от ДНК, мозъчните клетки изпълняват различни функции благодарение на сложна система от регулаторни превключватели, които контролират активността на гените. Тези превключватели образуват уникален регулаторен код, който определя кои гени да се активират във всяка клетка. Екипът на професор Стейн Аертс от VIB-KU Leuven използва техники за машинно обучение, за да анализира тези кодове и тяхното въздействие върху еволюцията на мозъка и развитието на заболяванията.

Изследователите са разработили алгоритми за идентифициране на консервативни и променливи елементи на регулаторния код в мозъците на бозайниците и птиците. Те са установили, че някои видове птичи неврони имат регулаторни кодове, подобни на тези от дълбоките слоеве на неокортекса на бозайниците, което може да показва еволюционна връзка.

Тези разработки могат да бъдат приложени не само в еволюционните изследвания, но и в медицината. Групата на Аертс вече е използвала подобни алгоритми за изследване механизмите на меланома при бозайниците и рибите. Сега те се надяват, че техните модели ще помогнат за по-доброто разбиране на генетичната основа на неврологичните заболявания, като например болестта на Паркинсон.

С новия проект учените разширяват обхвата на своя анализ до множество животински видове, включително риби, елени, таралежи и капибари. Това ще помогне не само за изучаване на еволюцията на мозъка, но и за разработване на нови начини за диагностициране и лечение на генетичните заболявания.