Затлъстяването отдавна се свързва с диабет тип 2, сърдечносъдови заболявания и метаболитни нарушения. Ново изследване обаче показва, че ефектите му върху организма може да са много по-дълбоки и системни, отколкото учените са предполагали досега.
Екип учени от Helmholtz Munich разработи нов AI-базиран инструмент, наречен MouseMapper, който създава изключително детайлни триизмерни карти на цялото тяло и позволява анализ на нерви, имунни клетки и тъкани в цели организми.
Според изследователите новата технология разкрива скрити структурни увреждания, причинени от затлъстяването в множество органи едновременно — включително нервната система, мастната тъкан, мускулите и черния дроб.
Какво представлява новият AI атлас
За да създадат детайлните карти, учените използват комбинация от:
- изкуствен интелект;
- deep learning алгоритми;
- светлинна микроскопия;
- тъканно „изчистване“ (tissue clearing);
- 3D imaging технологии.
Изследователите правят телата на лабораторни мишки практически прозрачни, като същевременно запазват флуоресцентните маркери върху нервните и имунните клетки.
След това специализирана light-sheet микроскопия създава огромни триизмерни datasets с милиони клетъчни структури в целия организъм. AI платформата MouseMapper автоматично анализира тези изображения и идентифицира анатомични и възпалителни промени в различни органи.
Затлъстяването уврежда нервната система
Едно от най-изненадващите открития е свързано с тригеминалния нерв — основен нерв, отговорен за чувствителността и двигателните функции на лицето.
При мишките със затлъстяване учените откриват значително намаляване на нервните разклонения и окончания, което предполага структурно увреждане на нервната тъкан.
Поведенческите тестове показват и намалена чувствителност към стимули, което подсказва, че затлъстяването може да влияе не само върху метаболизма, но и върху начина, по който нервната система функционира.
Открити са сходни промени и при хора
Изследователите анализират и човешки тъкани, като откриват сходни молекулярни сигнатури, свързани с възпаление и нервно ремоделиране.
Това е една от причините откритието да предизвиква толкова голям интерес — наблюдаваните промени при мишките вероятно не са ограничени само до животински модели.
Според учените това подсказва, че затлъстяването може да причинява системни увреждания в човешкия организъм много преди появата на тежки симптоми или диагностицирани заболявания.
Затлъстяването вече се разглежда като системно заболяване
През последните години медицината постепенно променя начина, по който гледа на затлъстяването.
То вече не се разглежда само като натрупване на излишни мазнини, а като сложно хронично заболяване, включващо:
- хронично възпаление;
- хормонални нарушения;
- метаболитна дисфункция;
- имунни промени;
- неврологични ефекти;
- съдови увреждания.
Според Световната здравна организация , затлъстяването значително увеличава риска от диабет тип 2, инфаркт, инсулт, мастен черен дроб, някои видове рак и преждевременна смърт.
Изкуственият интелект започва да променя биомедицината
Новият MouseMapper е част от по-широка тенденция — използването на AI за създаване на детайлни „атласи“ на човешкото тяло и заболяванията.
Подобни проекти се разглеждат като следващата голяма стъпка в медицината, тъй като позволяват анализ на цели биологични системи вместо изолирано изследване на отделни органи.
Според учените подобни AI модели могат да помогнат за:
- по-ранно откриване на заболявания;
- по-прецизна диагностика;
- откриване на скрити възпалителни процеси;
- разработване на нови терапии;
- персонализирана медицина.
Изследователите дори говорят за бъдеща възможност за създаване на „дигитални двойници“ на организма — виртуални модели, които да симулират как заболяванията се развиват в тялото.
Защо откритието е важно
Една от най-големите трудности в медицината е разбирането как хроничните заболявания влияят едновременно върху различни органи и системи.
Досега повечето методи са анализирали ограничени тъкани или отделни органи.
Новият AI атлас позволява на учените да наблюдават как заболяването „прекроява“ целия организъм едновременно.
Това може да промени начина, по който се изучават:
- затлъстяване;
- диабет;
- невродегенеративни заболявания;
- рак;
- автоимунни заболявания;
- стареене.
Затлъстяването и мозъкът
Все повече изследвания показват, че метаболитните нарушения могат да влияят и върху мозъка.
Според National Institute on Aging , затлъстяването, диабетът и хроничното възпаление са свързани с по-висок риск от когнитивен спад и деменция.
Новото изследване подсилва идеята, че ефектите на затлъстяването върху нервната система може да започват много по-рано и да бъдат много по-широко разпространени.
Следващата цел: дигитална карта на болестите
Екипът зад MouseMapper вече планира следващи проекти, включително още по-детайлни AI модели на заболявания и стареене.
Учените смятат, че подобни системи могат фундаментално да променят начина, по който медицината разбира сложните хронични заболявания.
В дългосрочен план подобни AI атласи могат да се превърнат в основа за по-прецизна, персонализирана и predictive медицина.
Добави коментар
Внимание: Задължително е писането на кирилица.