源自電子游戲的算法催生出令人興奮的"神經(jīng)科學(xué)新前沿"

2023-08-21 23:42:39 來源：cnBeta

(資料圖片)

昆士蘭大學(xué)的研究人員利用電子游戲中的一種算法來研究活體腦細(xì)胞中分子的動態(tài)。昆士蘭大學(xué)昆士蘭腦研究所的特里斯坦-沃利斯（Tristan Wallis）博士和弗雷德里克-穆尼耶（Frederic Meunier）教授是在COVID-19大流行期間閉關(guān)時想到這個主意的。

沃利斯博士說："戰(zhàn)斗電子游戲使用一種非常快速的算法來追蹤子彈的軌跡，以確保在正確的時間擊中戰(zhàn)場上的正確目標(biāo)。這項技術(shù)經(jīng)過優(yōu)化，精確度很高，因此體驗感盡可能逼真。我們認(rèn)為可以使用類似的算法來分析腦細(xì)胞內(nèi)移動的跟蹤分子。"

到目前為止，技術(shù)上只能探測和分析空間中的分子，而不能分析它們在空間和時間中的行為。

沃利斯博士說："科學(xué)家利用超分辨率顯微鏡觀察活體腦細(xì)胞，記錄其中的微小分子如何聚集在一起執(zhí)行特定功能。單個蛋白質(zhì)在看似混亂的環(huán)境中跳動和移動，但當(dāng)你從空間和時間上觀察這些分子時，你就會開始看到混亂中的秩序。這是一個令人興奮的想法，而且它成功了。"

質(zhì)膜中 Syntaxin 1A 的超分辨成像。圖片來源：作者

沃利斯博士使用編碼工具建立了一種算法，現(xiàn)在已有多個實驗室使用這種算法來收集有關(guān)腦細(xì)胞活動的豐富數(shù)據(jù)。他介紹說："我們應(yīng)用這種算法來觀察分子聚集在一起的情況--哪些分子、何時、何地、多長時間以及多頻繁地聚集在一起。這為我們提供了新的信息，讓我們了解分子如何在腦細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮關(guān)鍵功能，以及這些功能如何在衰老和疾病過程中被破壞。"

穆尼耶教授說，這種方法的潛在影響是指數(shù)級的："我們的團隊已經(jīng)在利用這項技術(shù)收集有關(guān)Syntaxin-1A等蛋白質(zhì)的寶貴證據(jù)，這些蛋白質(zhì)對腦細(xì)胞內(nèi)的交流至關(guān)重要。其他研究人員也在將該技術(shù)應(yīng)用于不同的研究問題。我們正在與昆士蘭大學(xué)的數(shù)學(xué)家和統(tǒng)計學(xué)家合作，拓展我們利用這項技術(shù)加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)的途徑。穆尼耶

穆尼耶教授說，看到一個簡單的想法產(chǎn)生的效果令人欣慰。他說："我們利用自己的創(chuàng)造力，將電子游戲和超分辨率顯微鏡這兩個毫不相關(guān)的高科技世界融合在一起，從而解決了研究難題。它將我們帶入了神經(jīng)科學(xué)的新前沿"。

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