AI 脳マップがアルツハイマー病や自閉症の謎を解明するのに役立つ可能性 | 神経科学

神経科学フロリダの科学者たちは、AIと仮想現実を利用して、人間の脳に似たニューロン型を持つマウスの脳構造の3Dレンダリングを作成した。2024年5月30日（木）21:00 AEST神経科学者は フロリダ 大学の研究者らは、アルツハイマー病、自閉症、および関連疾患の謎を解明し、外傷性脳損傷のより効果的な治療への希望を与えることができると信じている、技術的に高度な脳マッピング法を開発しました。サウスフロリダ大学（USF）のチーム 聴覚発達およびコネクトミクス研究室 仮想現実（VR）と人工知能を使用して、新生児マウスの発達中の脳内の数十億個のニューロンの旅の高解像度の視覚的タイムラインを作成しています。複雑な画像技術により、精巧な 3D 脳の初期形成の時系列のレンダリング。既存の大規模言語 AI モデルに実行され、変化が分析されます。げっ歯類は人間と同様のニューロン タイプと接続を備えています。科学は、 ヘルドの萼すべての哺乳類の脳内で音を処理する最大の神経終末。聴覚障害は、社会性や認知機能の障害につながる自閉症などの障害の症状の原因として広く認識されています。「この情報は、脳が早期に適切に発達しなかった場合に起こる深刻な発達障害を理解するのに役立つ可能性がある」と、画像を道路地図に例えた南フロリダ大学の医療工学教授ジョージ・スピロウ博士は語った。マウスの脳の萼神経末端の 3D マップ。写真: サウスフロリダ大学「たとえば、ニューヨークからシカゴへのルートがあり、誰かがクリーブランドで迂回するようなものです。そこにあってはならない出口ランプがあった理由を突き止め、戻って修正することができます。」「もしかしたら、発達障害の鍵が見つかるかもしれません。そして、外傷性身体的損傷や神経変性の状況において、発達を再現できる方法はあるのでしょうか？」「もし脳の一部をだまして、それが発達中で、シナプスをもっと増やす必要があると思わせることができれば、それは治療になるかもしれません。その領域で完全に成功しない限り、それは推測にすぎませんが、確かに合理的に思えます。」VRソフトウェア Spirou によって作成脳研究で40年以上の経験を持つ同教授は、画像に写ったニューロンを調べ、ニューロンが接続して通信するシナプスを分析するためにこの技術を使用している。哺乳類の神経系の発生はこれまで広く研究されてきたが、時間的解像度と空間的解像度をこれほど組み合わせた研究はこれまでなかったと同教授は語った。「妊娠4ヶ月目から5ヶ月目の間に、神経系のニューロンの数はほぼ指数関数的に爆発的に増加し、シナプスは毎秒約100万の速度で形成される。成人の脳にはほぼ100兆のシナプスがあることを考えれば、これは信じられない数字だ」と彼は語った。「VR プラットフォームは膨大な量のデータをインポートし、それを 3D で表示して理解することができます。2D 画面でそれを実現する方法はありません。」スピロウ氏は、マウスの新生児は人間の脳と構造的に類似しているだけでなく、人間の妊娠の縮図のようなものでもあるため、この研究に使われていると述べた。「生後2日目に神経末端が成長し始め、4日目には成長を続け、6日目にはほぼ成長します」と彼は語った。「脳の働きは、椅子取りゲームに似ています。ニューロンが過剰に神経支配し、その後、剪定が行われます。椅子を 1 つ取り除くと、誰かがゲームから脱落するのと同じです。生後 6 日までに、その剪定のほとんどが行われ、生後 9 日までに、成人の状態にすべて設定されます。「マウスは非常に未熟な状態で生まれるので、マウスの最初の1週間ほどは人間の子宮内での時間に相当します。」USFのプロジェクトは、カリフォルニア大学サンディエゴ校、オレゴン健康科学大学、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の科学者と共同で実施され、国立衛生研究所（NIH）からの330万ドルの助成金によって部分的に資金提供された。2013年、当時の大統領バラク・オバマ 野心的な人間の脳のマッピングの取り組みを発表した これは「ブレイン・イニシアチブ（革新的な神経技術の進歩による脳研究）」と呼ばれ、NIHと国立科学財団を通じて配分される最初の1億ドルの連邦資金を約束しました。10年以上の進歩 神経学研究の分野でも、事実上の連邦傘下以外でも同様の取り組みが行われた。近年、民間資金による実験が注目を集めている。例えば、イーロン・マスクのニューラリンクでは、麻痺した患者が脳に埋め込まれたチップでコンピューターを制御できるようになった。 挫折が起こる前に。「他の企業も同じことをやっていますが、さらに良いのは、脳神経外科手術で採取した人間の脳組織を研究することです。これは新世代のものです。 [of research]しかし、成人には影響がない」とスピロウ氏は言う。「私たちが検討している期間は、妊娠6か月のうちの5分の4くらいですが、まだそこまでには至っていません。さまざまな問題が伴いますし、健康な状態を取り上げ、発達の軌道を変える可能性のある実験を行いたくはないはずです。」「ですから、私たちがマウスモデルを使って行っていることは、今後しばらくの間、最良のアプローチとなるでしょう。科学の世界では、知らないことがどんどん明らかになっていきます。そして、これは非常に成長している分野なのです。」{{#ティッカー}}{{左上}}{{左下}}{{右上}}{{右下}}{{#goalExceededMarkerPercentage}}{{/goalExceededMarkerPercentage}}{{/ticker}}{{見出し}}{{#段落}}{{.}}{{/paragraphs}}{{highlightedText}}{{#choiceCards}}1回限り毎月毎年他の{{/choiceCards}}寄付をお願いするためにご連絡いたします。 に受信箱にメッセージが届きますのでご確認ください。寄付についてご質問がある場合は、 お問い合わせ。 1717069643 #脳マップがアルツハイマー病や自閉症の謎を解明するのに役立つ可能性 #神経科学…