AI新工具創建大腦代謝組高清3D圖譜

科技日報訊 （記者劉霞）美國佛羅里達大學研究團隊藉助超級計算機，創建出一款強大的人工智能（AI）工具MetaVision3D，其能生成小鼠大腦代謝組的高分辨率3D圖譜。用户可從各個角度放大、縮小這些圖像，查看與小鼠大腦代謝功能相關的所有分子。相關研究成果發表於新一期《自然·代謝》雜誌。

代謝組是為大腦運作提供能量的數千個分子的集合。這一進展使科學家能更全面地瞭解代謝在阿爾茨海默病和其他神經退行性疾病中的作用，從而發現治療這些疾病的新藥。

作為原理證明，團隊利用MetaVision3D，生成了正常小鼠和罹患阿爾茨海默病、龐貝氏症（一種罕見的遺傳性疾病）的小鼠大腦代謝組的3D交互式圖譜。

為繪製這些3D圖譜，研究團隊使用高科技成像儀，逐層掃描了79個大腦切片。這台儀器可識別並計數脂肪、碳水化合物等分子，這些分子是實現大腦功能的必需營養素。隨後，他們使用AI工具將這些圖像堆疊在一起，重建了整個大腦的代謝組。

研究團隊表示，利用該方法可繪製出大腦內數千種分子及其在大腦中精確位置。在線用户可在3D重建中探索大腦代謝組的各個部分，從而揭示傳統2D圖譜中看不到的細微差別，為研究受飲食、運動和遺傳影響的細胞代謝和疾病機制提供新見解。例如，科學家可利用該工具探索和檢查影響思維、記憶和大腦健康的分子，包括那些與神經退行性疾病有關的分子。

展望未來，研究團隊計劃將該AI工具與已建立的MRI成像和遺傳分析圖像相結合，以開發靶向大腦精確區域的治療方法。