AI lập “bản đồ cơ thể”, phát hiện tổn thương thần kinh do béo phì
Các nhà khoa học Đức đã phát triển nền tảng trí tuệ nhân tạo MouseMapper có khả năng lập bản đồ 3D toàn bộ cơ thể với độ phân giải cao. Công nghệ này giúp phát hiện những tổn thương trên nhiều cơ quan và hệ thần kinh do bệnh béo phì gây ra, mở ra hướng tiếp cận mới trong nghiên cứu các bệnh lý phức tạp.
Nhóm các nhà khoa học thuộc Trung tâm Helmholtz Munich và Đại học Ludwig Maximilian Munich (Đức) vừa phát triển một nền tảng trí tuệ nhân tạo (AI) mới mang tên MouseMapper, có khả năng tái hiện hình ảnh 3D độ phân giải cao của toàn bộ cơ thể nhằm nghiên cứu tác động của bệnh béo phì.
Theo nhóm nghiên cứu, MouseMapper có thể nhận diện hàng chục triệu cấu trúc phức tạp gồm cơ quan, dây thần kinh và tế bào miễn dịch. Khác với các phương pháp nghiên cứu đơn lẻ trước đây, nền tảng này cho phép quan sát toàn diện ảnh hưởng của bệnh lý trên toàn cơ thể chỉ thông qua một lần phân tích.
Để xây dựng bản đồ cơ thể, các nhà khoa học đánh dấu dây thần kinh và tế bào miễn dịch ở chuột bằng thuốc nhuộm huỳnh quang, sau đó áp dụng công nghệ làm trong suốt mô nhưng vẫn giữ nguyên tín hiệu phát quang. Dữ liệu hình ảnh 3D thu được từ kính hiển vi tấm ánh sáng được AI tự động xử lý để lập bản đồ chi tiết cho 31 cơ quan cùng các mô liên quan.
Kết quả thử nghiệm trên chuột được nuôi bằng chế độ ăn giàu chất béo cho thấy, bệnh béo phì không chỉ tác động đến mô mỡ mà còn kích hoạt phản ứng viêm và làm thay đổi cấu trúc của nhiều cơ quan như gan, hệ cơ và các mô khác.
Đáng chú ý, nhóm nghiên cứu phát hiện những biến đổi rõ rệt tại dây thần kinh tam thoa - cơ quan kiểm soát cảm giác khuôn mặt. Ở chuột béo phì, dây thần kinh này xuất hiện tình trạng giảm các nhánh phân tách và đầu tận cùng, cho thấy chức năng cảm giác bị suy giảm. Các thử nghiệm hành vi sau đó cũng xác nhận nhóm chuột béo phì phản ứng kém nhạy bén hơn với các kích thích vật lý.
Khi phân tích mẫu mô từ người mắc bệnh béo phì, các nhà khoa học tiếp tục ghi nhận những thay đổi phân tử tương tự trong hạch thần kinh tam thoa. Theo nhóm nghiên cứu, điều này cho thấy tổn thương thần kinh liên quan đến béo phì không chỉ xuất hiện ở động vật mà còn xảy ra ở con người.
Các nhà khoa học đánh giá MouseMapper có thể tạo ra bước tiến mới trong nghiên cứu y học nhờ khả năng phân tích cơ thể như một hệ thống liên kết toàn diện.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hướng tới xây dựng các “bản sao kỹ thuật số” của sinh vật để mô phỏng diễn tiến bệnh, đánh giá hiệu quả điều trị, góp phần đẩy nhanh quá trình phát triển thuốc mới và giảm nhu cầu thử nghiệm trên động vật.