AI工具助力揭示小腦奧秘

美國貝勒醫(yī)學(xué)院領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì)研制出一款新型人工智能（AI）工具。它能精準(zhǔn)識別在運(yùn)動(dòng)過程中小腦獨(dú)特的神經(jīng)元類型，為了解小腦工作機(jī)制帶來突破性進(jìn)展，也為治療腦部疾病提供了新思路。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《細(xì)胞》雜志。

作為大腦的“精密動(dòng)作指揮官”，小腦對維持人體平衡、協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要。了解和治療震顫、不平衡和言語障礙等腦部疾病也需要對小腦有深入了解。長期以來，科學(xué)家雖然能記錄進(jìn)出小腦神經(jīng)元的信號，卻始終無法破解信號轉(zhuǎn)化的密碼。他們既不清楚輸入信號如何轉(zhuǎn)化為輸出信號，也難以確定電信號源于哪種神經(jīng)元類型。

團(tuán)隊(duì)開發(fā)的深度學(xué)習(xí)分類器實(shí)現(xiàn)了對小腦電信號的精確溯源。為訓(xùn)練這款分類器，他們首先測量了小腦內(nèi)不同類型神經(jīng)元的獨(dú)特電信號。隨后，通過光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，他們將光敏蛋白基因引入特定類型的神經(jīng)元，并“標(biāo)記”了每種小腦神經(jīng)元類型的電活動(dòng)。最后，他們利用這些電信號，訓(xùn)練了深度學(xué)習(xí)分類器，且按神經(jīng)元類型對小腦記錄的電活動(dòng)進(jìn)行排序。

最新工具不僅有助于揭示小腦的信息處理機(jī)制，也能激勵(lì)其他科學(xué)家開發(fā)出將大腦其他區(qū)域神經(jīng)活動(dòng)與神經(jīng)元相匹配的工具，助力揭示不同神經(jīng)回路的功能，為治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病開辟新途徑。