Cercetătorii au reuşit să realizeze una dintre cele mai detaliate hărţi ale creierului de şoarece, cu ajutorul unui model de inteligenţă artificială (AI) construit pe aceeaşi tehnologie de bază ca şi ChatGPT. Harta, care include 1.300 de regiuni şi subregiuni, promite să schimbe modul în care sunt înţelese funcţiile şi conexiunile neuronale.
Echipa de la Universitatea din California, San Francisco (UCSF), în colaborare cu Institutul Allen, a dezvoltat un model AI numit „CellTransformer”, capabil să identifice automat subregiunile creierului pornind de la date masive de transcriptomică spaţială, o tehnică ce arată unde sunt localizate diferite tipuri de celule, în funcţie de activitatea lor genetică.
Cercetarea a fost publicată, marţi, în revista Nature Communications.
Modelul a generat o hartă a creierului de şoarece mai detaliată decât orice altă versiune anterioară, dezvăluind structuri care nu fuseseră anterior descrise. Această hartă permite corelarea funcţiilor comportamentale şi a stărilor patologice cu regiuni celulare extrem de precise. Cercetătorii compară avansul cu trecerea „de la o hartă care arată doar continentele la una care include şi oraşele”.
CellTransformer este construit pe arhitectura „transformer”, aceeaşi folosită în modelele lingvistice avansate precum ChatGPT. În timp ce ChatGPT învaţă relaţiile dintre cuvinte, CellTransformer analizează relaţiile dintre celulele din apropiere, reconstituind modul în care acestea se organizează în spaţiu. Modelul poate prezice trăsăturile moleculare ale unei celule în funcţie de „vecinătatea” ei biologică, generând astfel o imagine coerentă şi detaliată a întregului ţesut cerebral.
Harta rezultată nu doar reproduce regiuni cunoscute, cum este hipocampul - implicat în memorie şi orientare spaţială - ci descoperă şi subregiuni complet noi, precum zonele mai puţin studiate din trunchiul cerebral, asociate controlului mişcărilor.
Spre deosebire de hărţile anterioare realizate prin clasificări umane, cea generată de inteligenţa artificială se bazează exclusiv pe date biologice, oferind un nivel fără precedent de precizie şi detaliu.
Reprezentare tridimensională a unei regiuni sau subregiuni din harta creierului de şoarece creată de modelul CellTransformer. Pentru claritate vizuală, au fost afişate mai puţine regiuni. Credit: UCSF şi Institutul Allen, 7 octombrie 2025
Pentru a valida acurateţea noului model, cercetătorii au comparat rezultatele obţinute de CellTransformer cu cadrul de referinţă al Allen Institute (Common Coordinate Framework – CCF), considerat standardul de aur în neuroanatomie.
Suprapunerea aproape perfectă a datelor a confirmat precizia modelului şi a oferit încredere că noile subregiuni descoperite au relevanţă biologică.
Acest model inteligent a reuşit să reproducă cu acurateţe regiuni cunoscute ale creierului, precum hipocampul, dar, mai important, şi subregiuni necatalogate anterior, cu un nivel de detaliu mult mai fin, în zone ale creierului mai puţin înţelese, cum este nucleul reticular din mezencefal, implicat în iniţierea şi controlul mişcărilor.
Realizarea unei hărţi cerebrale atât de detaliate marchează un pas major spre înţelegerea modului în care funcţionează creierul uman.
Deşi studiul a fost realizat pe şoareci, principiile biologice şi organizarea celulară sunt similare cu cele din creierul uman, ceea ce oferă o bază solidă pentru cercetări viitoare asupra bolilor neurologice.
O astfel de cartografiere precisă permite identificarea cu exactitate a zonelor implicate în funcţii precum memoria, mişcarea sau percepţia, dar şi a modificărilor subtile care apar în afecţiuni precum Alzheimer, Parkinson sau epilepsie.
Mai mult, tehnologia ar putea fi aplicată şi în oncologie, pentru cartografierea tumorilor la nivel celular şi dezvoltarea de tratamente personalizate.
Exemple din cele 1.300 de regiuni şi subregiuni ale creierului de şoarece create de CellTransformer. Credit: UCSF şi Institutul Allen, 7 octombrie 2025
Cercetătorii susţin că potenţialul acestei tehnologii depăşeşte domeniul neuroştiinţei.
Aceeaşi metodă ar putea fi aplicată pentru alte organe sau ţesuturi, inclusiv cele tumorale, pentru a înţelege mai bine organizarea celulară şi pentru a deschide drumul către tratamente personalizate şi noi descoperiri terapeutice.
În esenţă, această inovaţie deschide calea către o „hartă a vieţii” - un mod de a înţelege cum fiecare celulă contribuie la sănătatea întregului organism.
Cercetarea a fost publicată, marţi, în revista Nature Communications.
Foto articol: Inteligenţa artificială dezvăluie regiuni necunoscute ale creierului, folosind date de transcriptomică spaţială la scară largă. Imagine realizată cu ajutorul inteligenţei artificiale care arată cum este împărţit creierul unui şoarece în regiuni, peste care sunt ilustrate conexiuni asemănătoare unei reţele - o reprezentare artistică a modului în care tehnologia AI se combină cu cercetarea creierului. Credit: UCSF şi Institutul Allen,7 octombrie 2025.
