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包括德國亥姆霍茲慕尼黑研究中心、慕尼黑大學(xué)在內(nèi)的研究團(tuán)隊開發(fā)出一種人工智能（AI）分析系統(tǒng)，可在細(xì)胞分辨率下繪制小鼠全身疾病相關(guān)變化圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖不僅會引發(fā)全身炎癥，還可能造成包括神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)的隱性全身損傷，其中甚至涉及負(fù)責(zé)面部感覺的神經(jīng)。相關(guān)論文20日發(fā)表于《自然》雜志。

此次，研究團(tuán)隊開發(fā)出一種名為“鼠體圖譜”（MouseMapper）的AI系統(tǒng)，其基于深度學(xué)習(xí)算法，能夠自動識別31種器官和組織類型，并分析全身范圍內(nèi)神經(jīng)和免疫細(xì)胞的分布變化。

為了獲取完整數(shù)據(jù)，團(tuán)隊先利用熒光標(biāo)記物給小鼠體內(nèi)的神經(jīng)和免疫細(xì)胞“染色”，再通過組織透明化技術(shù)，讓小鼠身體變得接近透明，同時保留細(xì)胞信號。隨后借助光片顯微鏡，對完整小鼠進(jìn)行三維成像，獲得覆蓋全身的高精度圖像數(shù)據(jù)。AI系統(tǒng)對不同器官中的炎癥、神經(jīng)變化和免疫細(xì)胞聚集情況進(jìn)行了自動分析。

團(tuán)隊通過高脂飲食誘導(dǎo)小鼠出現(xiàn)肥胖和代謝紊亂。分析結(jié)果顯示，肥胖會導(dǎo)致全身范圍內(nèi)免疫細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生明顯變化。其中，一個此前很少被注意到的變化出現(xiàn)在三叉神經(jīng)。三叉神經(jīng)是負(fù)責(zé)面部感覺的重要神經(jīng)。研究發(fā)現(xiàn)，肥胖小鼠的三叉神經(jīng)末梢和分支明顯減少，提示神經(jīng)結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)受損。這些小鼠對外界刺激的感覺反應(yīng)也有所減弱，這說明結(jié)構(gòu)損傷已經(jīng)影響了感覺功能。

團(tuán)隊隨后進(jìn)一步分析了三叉神經(jīng)節(jié)，即面部感覺神經(jīng)元細(xì)胞體集中的區(qū)域，結(jié)果在人類肥胖患者的三叉神經(jīng)組織中，也檢測到了相似的分子特征。這說明肥胖相關(guān)的神經(jīng)損傷可能不僅存在于小鼠，在人類中也可能普遍存在。