美国佛罗里达大学研究团队借助超级计算机，创建出一款强大的人工智能（AI）工具MetaVision3D，其能生成小鼠大脑代谢组的高分辨率3D图谱。用户可从各个角度放大、缩小这些图像，查看与小鼠大脑代谢功能相关的所有分子。相关研究成果发表于新一期《自然·代谢》杂志。
研究示意图。图片来源：《自然·代谢》杂志
代谢组是为大脑运作提供能量的数千个分子的集合。这一进展使科学家能更全面地了解代谢在阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病中的作用，从而发现治疗这些疾病的新药。
作为原理证明，团队利用MetaVision3D，生成了正常小鼠和罹患阿尔茨海默病、庞贝氏症（一种罕见的遗传性疾病）的小鼠大脑代谢组的3D交互式图谱。
为绘制这些3D图谱，研究团队使用高科技成像仪，逐层扫描了79个大脑切片。这台仪器可识别并计数脂肪、碳水化合物等分子，这些分子是实现大脑功能的必需营养素。随后，他们使用AI工具将这些图像堆叠在一起，重建了整个大脑的代谢组。
研究团队表示，利用该方法可绘制出大脑内数千种分子及其在大脑中精确位置。在线用户可在3D重建中探索大脑代谢组的各个部分，从而揭示传统2D图谱中看不到的细微差别，为研究受饮食、运动和遗传影响的细胞代谢和疾病机制提供新见解。例如，科学家可利用该工具探索和检查影响思维、记忆和大脑健康的分子，包括那些与神经退行性疾病有关的分子。
展望未来，研究团队计划将该AI工具与已建立的MRI成像和遗传分析图像相结合，以开发靶向大脑精确区域的治疗方法。
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