Νέα τεχνολογία χαρτογράφησε με ακρίβεια ολόκληρο οργανισμό σε κυτταρικό επίπεδο, δημιουργώντας ελπίδες για μελλοντικές ψηφιακές προσομοιώσεις ασθενειών και θεραπειών.
Μια νέα επιστημονική μελέτη παρουσιάζει δύο σημαντικές εξελίξεις. Δείχνει ότι η παχυσαρκία φαίνεται να βλάπτει το κύριο αισθητικό νεύρο του προσώπου και,παράλληλα, παρουσιάζει έναν νέο τρόπο μελέτης του οργανισμού. Ένα σύστημα που μπορεί να σαρώσει και να χαρτογραφήσει ταυτόχρονα και με ακρίβεια ολόκληρο το σώμα, με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης.
Στο πλαίσιο της έρευνας, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν έναν εξαιρετικά λεπτομερή, τρισδιάστατο «χάρτη» ολόκληρου του σώματος πειραματόζωων, παρακολουθώντας ταυτόχρονα ιστούς, νεύρα και κύτταρα. Μέσα από αυτή τη διαδικασία, εντόπισαν την πιθανή επίδραση της παχυσαρκίας, στα νεύρα του προσώπου, εύρημα που δεν είχε καταγραφεί με τόση ακρίβεια στο παρελθόν.
Παχυσαρκία – Η μελέτη
Η παχυσαρκία δεν επηρεάζει μόνο το βάρος ή τη συσσώρευση λίπους στο σώμα. Οι επιστήμονες γνωρίζουν πλέον ότι μπορεί να προκαλεί αλλαγές σε πολλά διαφορετικά συστήματα του οργανισμού, επηρεάζοντας τη λειτουργία του ανοσοποιητικού, των ιστών και διαφόρων οργάνων. Για τον λόγο αυτό συνδέεται με αυξημένο κίνδυνο για παθήσεις όπως ο διαβήτης τύπου 2, τα καρδιαγγειακά νοσήματα, το εγκεφαλικό επεισόδιο, η νευροπάθεια και ορισμένες μορφές καρκίνου. Η νέα μελέτη όμως δείχνει ότι οι επιπτώσεις της μπορεί να είναι πιο εκτεταμένες.
Οι επιστήμονες μελέτησαν ποντίκια, παχύσαρκα και με υγιές βάρος, χρησιμοποιώντας το σύστημα MouseMapper, μια νέα τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης που δημιουργεί τρισδιάστατες εικόνες ακριβείας ολόκληρου του σώματος.
Αρχικά, με τη χρήση ειδικής εργαστηριακής τεχνικής, έκαναν τους ιστούς των ποντικιών σχεδόν διαφανείς , ώστε να μπορούν να παρακολουθήσουν νεύρα, κύτταρα και ιστούς, χωρίς να τα καταστρέψουν. Στη συνέχεια, μέσω προηγμένης μικροσκοπίας και του συστήματος MouseMapper, ανέλυσαν χιλιάδες εικόνες και δημιούργησαν έναν λεπτομερή «χάρτη» του οργανισμού.
Έτσι διαπίστωσαν ότι στα παχύσαρκα ποντίκια το τρίδυμο νεύρο του προσώπου – που βοηθά το πρόσωπο να αντιλαμβάνεται την αφή, τη θερμοκρασία και τον πόνο – εμφανιζόταν λιγότερο ανεπτυγμένο. Τα νεύρα είχαν λιγότερες απολήξεις και μικρότερη διασύνδεση μεταξύ τους. Αυτό φάνηκε και στις δοκιμές αφής, καθώς τα ζώα ανταποκρίνονταν πιο αδύναμα στα ερεθίσματα, δείχνοντας ότι είχε επηρεαστεί η αισθητικότητα του προσώπου. Δηλαδή η ικανότητα του οργανισμού να αντιλαμβάνεται το εξωτερικό περιβάλλον, τις μεταβολές του και την κατάσταση του ίδιου του σώματος, μέσω των αισθήσεων.
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης σημάδια φλεγμονής και διαταραχών στα κύτταρα, τα οποία βοηθούν τα νεύρα να μεταφέρουν αισθήσεις όπως η αφή. Παρόμοια ευρήματα παρατηρήθηκαν και σε ανθρώπινους ιστούς από άτομα με παχυσαρκία. Οι επιστήμονες τονίζουν πάντως ότι χρειάζονται ακόμη περισσότερες μελέτες για να κατανοηθεί καλύτερα αν αυτές οι διαταραχές επηρεάζουν την ανθρώπινη αισθητικότητα
Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης που «χαρτογράφησε» ολόκληρο το σώμα
Το δεύτερο σημαντικό στοιχείο της μελέτης αφορά στην ίδια την τεχνολογία που ανέπτυξαν οι επιστήμονες.
Μέχρι σήμερα οι περισσότερες βιοϊατρικές έρευνες επικεντρώνονταν σε συγκεκριμένα όργανα ή ιστούς. Αυτό σήμαινε ότι πιθανές βλάβες, φλεγμονές ή αλλαγές σε άλλα σημεία του σώματος, μπορούσαν να περάσουν απαρατήρητες. Το MouseMapper αλλάζει αυτή τη λογική. Επιτρέπει στους επιστήμονες να παρακολουθούν ολόκληρο τον οργανισμό ταυτόχρονα και να εντοπίζουν αλλαγές, που μέχρι σήμερα ήταν πολύ δύσκολο να φανεί ότι συνδέονται μεταξύ τους.
Ο μακροπρόθεσμος στόχος, όπως αναφέρουν οι ερευνητές, είναι η δημιουργία ψηφιακών «διδύμων» του οργανισμού. Δηλαδή ψηφιακών «αντιγράφων», που θα λειτουργούν σαν προσομοίωση του πραγματικού σώματος. Πάνω σε αυτά οι επιστήμονες θα μπορούν να παρακολουθούν πώς εξελίσσεται μια ασθένεια και να δοκιμάζουν διαφορετικές θεραπείες, πριν εφαρμοστούν σε πραγματικούς οργανισμούς.
«Στόχος μας είναι να δημιουργήσουμε ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι ασθένειες επηρεάζουν το σώμα ως ένα διασυνδεδεμένο σύστημα. Αυτό θα μας επέτρεπε να εντοπίσουμε τις πρώτες αλλαγές που προκαλεί μια ασθένεια, να σχεδιάσουμε παρεμβάσεις για την πρόληψή τους και να επιταχύνουμε την ανακάλυψη νέων θεραπειών, μειώνοντας παράλληλα τον αριθμό των φυσικών πειραμάτων που πρέπει να εκτελέσουμε», αναφέρει ο επικεφαλής τον καθηγητής Αλί Ερτούρκ (Ali Erturk), Διευθυντής του Ινστιτούτου Βιολογικής Νοημοσύνης (iBIO) στο Helmholtz του Μονάχου.
Η ομάδα έχει δημοσιοποιήσει σύνολα δεδομένων ολόκληρου του σώματος στο διαδίκτυο, επιτρέποντας στους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο να διερευνήσουν τις αλλαγές που σχετίζονται με την παχυσαρκία σε ιστούς και συστήματα οργάνων.
ΠΗΓΕΣ: Nature / ScienceDaily / Euronews
Φωτογραφία: istock
