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人工智能技术深度渗透神经科学领域,一场关于大脑结构解析的革命悄然发生。美国加州大学旧金山分校与艾伦研究所的联合团队,借助自主研发的CellTransformer AI模型,成功绘制出目前最精细的小鼠脑图,该成果以1300个脑区及亚区的超高分辨率,为人类探索大脑奥秘打开了全新窗口,相关研究已发表于《自然·通讯》杂志。
人工智能技术突破:Transformer架构的跨界创新
CellTransformer的核心技术支撑源于人工智能领域成熟的Transformer架构,这一架构与ChatGPT等知名大模型的技术原理一脉相承。不同于传统人工智能模型在自然语言处理中分析词语上下文关系的应用,CellTransformer创新性地将其迁移至生物空间分析,专门解读细胞间的“邻里结构”。通过捕捉相邻细胞的空间关联,人工智能模型能够精准预测细胞的分子特性,为构建精细化大脑组织图谱提供了关键技术保障。
数据驱动的脑图革新:超越人工经验的精准划分
与以往依赖人工经验、按细胞类型划分的大脑图谱不同,这张全新脑图是人工智能与大数据融合的产物。它完全依托数据自主生成,脑区边界由细胞和分子特征自动界定,摆脱了人工判断的主观性限制。凭借1300个脑区及亚区的精细划分,该图谱成为迄今动物脑中最精确、最复杂的数据驱动型图谱。人工智能的强大分析能力不仅让海马体等已知脑区得以精准再现,更在中脑网状核等研究薄弱区域,发现了大量此前未被识别的细分亚区,就像从“世界地图”升级为“城市地图”,解锁了大脑中更多未知区域。
跨界潜力无限:人工智能赋能多领域生物医学研究
CellTransformer的价值远不止于神经科学领域,其背后的人工智能算法具备极强的组织通用性。这一人工智能工具可灵活应用于其他器官系统,甚至能助力癌组织研究,通过空间转录组学数据,深度揭示健康与疾病状态下的生物机制。未来,它有望成为药物开发和疾病治疗的重要辅助工具,让人工智能在生物医学领域的应用边界不断拓展,为人类健康事业提供更强大的技术支持。
从神经科学的精细探索到跨领域的广泛应用,人工智能正以CellTransformer为载体,搭建起基础科研与实际应用之间的桥梁,持续推动生物医学领域的创新突破。