Международная группа ученых под руководством профессора Стейна Аэртса из Центра VIB-KU Leuven совершила прорыв в понимании эволюции мозга, применив методы глубокого обучения для анализа генетических данных разных видов животных. Результаты исследования, опубликованные в журнале Science, охватывают период в 320 миллионов лет эволюции.
Исследовательская команда, включающая постдока Николая Хекера и аспиранта Никласа Кемпинка, создала первый транскриптомный атлас мозга курицы. Это позволило провести беспрецедентное сравнение клеточных типов мозга между птицами и млекопитающими, включая человека и мышь.
Ученые обнаружили, что некоторые типы клеток мозга демонстрируют высокую степень сохранности между птицами и млекопитающими, в то время как другие эволюционировали по различным путям. Особенно интересным оказалось открытие сходства между нейронами птиц и глубинными слоями нейронов неокортекса млекопитающих.
Исследование выявило существование регуляторных кодов – генетических механизмов, контролирующих активность генов и определяющих типы клеток мозга. Примечательно, что эти коды могут сохраняться между видами даже при значительных изменениях в последовательности ДНК.
Работа проводилась с использованием передовых технологий искусственного интеллекта в центре . Разработанные модели глубокого обучения позволили проанализировать огромные массивы данных о генетической регуляции в мозге различных видов животных.
Полученные результаты открывают новые перспективы в изучении различных заболеваний, включая меланому, болезнь Паркинсона и когнитивные расстройства. Исследователи продолжают расширять свою работу, включая в анализ новые виды животных, такие как рыбы, олени, ежи и капибары.
Разработанные инструменты позволяют проводить скрининг геномов и сравнительный анализ между видами, что существенно расширяет возможности изучения механизмов заболеваний и эволюционных процессов в развитии мозга. Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в понимании того, как эволюционировал мозг на протяжении сотен миллионов лет.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследовательская команда, включающая постдока Николая Хекера и аспиранта Никласа Кемпинка, создала первый транскриптомный атлас мозга курицы. Это позволило провести беспрецедентное сравнение клеточных типов мозга между птицами и млекопитающими, включая человека и мышь.
Ученые обнаружили, что некоторые типы клеток мозга демонстрируют высокую степень сохранности между птицами и млекопитающими, в то время как другие эволюционировали по различным путям. Особенно интересным оказалось открытие сходства между нейронами птиц и глубинными слоями нейронов неокортекса млекопитающих.
Исследование выявило существование регуляторных кодов – генетических механизмов, контролирующих активность генов и определяющих типы клеток мозга. Примечательно, что эти коды могут сохраняться между видами даже при значительных изменениях в последовательности ДНК.
Работа проводилась с использованием передовых технологий искусственного интеллекта в центре . Разработанные модели глубокого обучения позволили проанализировать огромные массивы данных о генетической регуляции в мозге различных видов животных.
Полученные результаты открывают новые перспективы в изучении различных заболеваний, включая меланому, болезнь Паркинсона и когнитивные расстройства. Исследователи продолжают расширять свою работу, включая в анализ новые виды животных, такие как рыбы, олени, ежи и капибары.
Разработанные инструменты позволяют проводить скрининг геномов и сравнительный анализ между видами, что существенно расширяет возможности изучения механизмов заболеваний и эволюционных процессов в развитии мозга. Это исследование представляет собой значительный шаг вперед в понимании того, как эволюционировал мозг на протяжении сотен миллионов лет.
