Учени създадоха AI „атлас на тялото“, който показва как затлъстяването уврежда целия организъм

Учени разработиха нов инструмент с изкуствен интелект, който за първи път позволява да се проследи как затлъстяването влияе върху целия организъм едновременно – от мастната тъкан и черния дроб до мускулите и нервната система. Това съобщава Euronews. Изследването, публикувано в списание Nature, е ръководено от екипи на Центъра „Хелмхолц“ в Мюнхен, Университета „Лудвиг Максимилиан“ и техни международни партньори.

Новата система, наречена „МишкаМапър“ (MouseMapper), използва изкуствен интелект, за да създаде подробен триизмерен „атлас“ на цялото тяло. Технологията може едновременно да идентифицира органи, нерви, имунни клетки и тъкани сред десетки милиони биологични структури.

Досега учените изучаваха ефектите на заболяванията върху организма орган по орган. Новият подход дава възможност всички промени да бъдат наблюдавани едновременно в единна картина.

За изграждането на „атласа“ изследователите използвали мишки, при които нервните и имунните клетки били маркирани със специални флуоресцентни сигнали. След това телата били обработени с технология, която ги прави оптически прозрачни, без да се губи биологичната информация.

Чрез високорезолюционна светлинна микроскопия били създадени триизмерни изображения на целия организъм, а алгоритмите на изкуствения интелект автоматично анализирали данните и картографирали 31 органа и различни видове тъкани. Така учените успели да проследят едновременно възпалението и структурните увреждания в различни части на тялото.

Системата била тествана върху мишки, хранени с диета с високо съдържание на мазнини. Животните развили затлъстяване и метаболитни нарушения, сходни с тези при хората. Анализът показал сериозни възпалителни процеси и структурни промени не само в мастната тъкан, но и в черния дроб, мускулите и други органи. Най-изненадващите резултати обаче били свързани с нервната система. Учените установили значителни промени в троичния нерв – ключов нерв, който отговаря за усещанията в лицето. При мишките със затлъстяване нервът имал по-малко разклонения и нервни окончания, което подсказва нарушена сетивна функция. Поведенческите тестове потвърдили откритието – животните реагирали по-слабо на допир и външни стимули.

Изследователите анализирали и човешки тъканни проби от хора със затлъстяване. Там били установени сходни молекулярни промени в структура, свързана с троичния нерв, което подсказва, че подобни увреждания вероятно се развиват и при хора.

Според учените това е още едно доказателство, че затлъстяването представлява системно заболяване, което засяга много повече от натрупването на мастна тъкан, a технологията може да промени начина, по който се изучават сложни заболявания.

Вместо да се анализира отделен орган, учените вече могат да наблюдават организма като свързана система и да проследяват как различните заболявания влияят върху цялото тяло.

Следващата цел на екипа е създаването на т.нар. „дигитални двойници“ – виртуални модели на организми, които да позволят симулиране на развитие на заболявания и тестване на терапии още преди реални експерименти.

Според учените подобен подход може да ускори разработването на нови лекарства и да намали необходимостта от експерименти с животни.

Снимка: Euronews / Copyright Erturk Lab/Helmholtz Munich /