IA mapeia cérebro de camundongo com detalhe inédito

IA mapeia cérebro de camundongo com detalhe inédito e identifica 1.300 regiões e sub-regiões cerebrais, incluindo áreas nunca descritas, segundo pesquisa da Universidade da Califórnia em San Francisco (UCSF) e do Allen Institute publicada na revista Nature Communications nesta terça-feira (7).

Batizado de CellTransformer, o modelo de inteligência artificial foi desenvolvido sobre a mesma arquitetura transformer do ChatGPT. Em vez de analisar relações entre palavras, o sistema avalia conexões moleculares de células vizinhas em dados de transcriptômica espacial, técnica que mostra a localização de cada tipo celular no tecido.

IA mapeia cérebro de camundongo com detalhe inédito

O estudo compara o avanço a “trocar um mapa de continentes por um que exibe estados e cidades”, explicou Bosiljka Tasic, diretora de genética molecular do Allen Institute. O algoritmo replicou estruturas conhecidas, como o hipocampo, e descobriu subdivisões em áreas pouco exploradas, como o núcleo reticular do mesencéfalo, responsável pela iniciação de movimentos.

De acordo com Reza Abbasi-Asl, professor de neurologia e bioengenharia da UCSF e autor principal, a IA “aprende a prever as características moleculares de uma célula a partir de seu entorno”, permitindo desenhar fronteiras respaldadas por dados, sem interferência de anotações humanas. O resultado é considerado um dos mapas cerebrais mais granulares já gerados para qualquer espécie animal.

Para validar o CellTransformer, os pesquisadores compararam as divisões obtidas com o Common Coordinate Framework (CCF) do Allen Institute, referência internacional. Alex Lee, doutorando da UCSF e primeiro autor, informou que a alta concordância entre os dois métodos confirma a relevância biológica das novas regiões.

A equipe acredita que a tecnologia pode extrapolar os limites da neurociência. Com grandes volumes de dados transcriptômicos, o algoritmo pode ser adaptado para mapear outros órgãos, tumores ou tecidos, acelerando a compreensão de doenças e o desenvolvimento de terapias baseadas em IA. Detalhes do trabalho podem ser conferidos no site da revista Nature, veículo de alto impacto científico.

No curto prazo, o mapa também servirá como referência para estudos que buscam associar funções cognitivas, comportamentos e distúrbios neurológicos a regiões cerebrais específicas. Os cientistas destacam que, ao reduzir a dependência de análise manual, o método torna o processo mais rápido, reprodutível e pronto para lidar com conjuntos de dados ainda maiores.

Novas hipóteses geradas a partir desse atlas deverão orientar experimentos que investiguem como circuitos cerebrais regulam processos como memória, atenção e motricidade — conhecimento essencial para terapias inovadoras contra Alzheimer, Parkinson e outras patologias.

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Imagem: University of California, San Francisco