比利时科学家,破解了大脑基因密码,对生命进行彻底的解析
比利时的科学家,使用AI,破解了大脑的基因密码。他们通过深度学习技术,分析和比较了人类、大鼠和鸡的大脑基因调控模式,发现了一些令人惊讶的进化奥秘。
DNA,这个所有生物的蓝图,并不是一个简单的指令集。不同细胞类型虽然拥有完全相同的DNA序列,但它们的形态、功能却天差地别。关键在于基因的开关——调控序列,它决定了哪些基因在何时何地被激活,塑造了大脑的复杂结构和功能。
科学家们用AI来破译这些调控代码。他们训练深度学习模型,分析了数以万计的大脑细胞,并找到了关键的基因调控模式。
结果很快显现。
研究发现,尽管鸟类和哺乳动物在3.2亿年前就已经分道扬镳,但两者大脑中的某些细胞类型,仍然保持着高度一致的基因调控模式。这说明,不管外表如何进化,大脑的某些核心机能,依旧是数亿年进化的“原装件”。
但也有巨大区别。
某些调控代码在鸟类和哺乳动物之间,发生了显著的变化。例如,鸟类某些神经元的调控模式,竟然与哺乳动物大脑皮层的深层神经元类似。这是一个颠覆性的发现。意味着,尽管解剖学上看,鸟类没有大脑皮层,但它们可能通过不同的基因调控方式,实现了类似的神经功能。
这个结论,直接挑战了我们对大脑演化的传统认知。
以前的理论认为,大脑皮层是哺乳动物特有的,是高级认知能力的关键。但如果鸟类能通过不同的基因调控路径,获得类似的神经功能,那么是不是意味着,智慧的进化路径,并不只有一种?
AI的介入,让这种对比变得更加清晰。
科学家们开发了新的机器学习算法,能够自动识别不同物种之间的基因调控代码,并进行匹配分析。相较于传统的基因比对方法,这种方式更具优势——它直接分析基因调控机制,而不是仅仅停留在DNA序列本身。
aspcms.cn这就很关键了。
DNA序列可以随着时间发生变化,但如果某种基因调控方式长期被保留下来,那说明它对生物的生存至关重要。研究团队正是利用这一点,筛选出那些最重要的基因调控模式。
结果,科学家们在哺乳动物和鸟类之间,找到了大量“隐藏的共性”。
这不仅是对大脑进化的一次重新审视,更是对生命系统运行逻辑的一次深度挖掘。
而且,这还不仅仅是个进化学的问题。
这种方法,还能直接用于医学研究。科学家们已经在研究如何用类似的深度学习模型,来解析人类的疾病机制。
比如,黑色素瘤。
比利时团队在之前的研究中发现,某些黑色素瘤的基因调控代码,在斑马鱼和哺乳动物之间,惊人地相似。这意味着,未来我们可能用鱼类模型,来模拟和研究人类的癌症发生机制,提高疾病研究的效率。
这次,他们把目光转向了神经疾病。
通过分析人类和动物大脑的基因调控代码,科学家们正在寻找导致帕金森病等神经退行性疾病的关键因素。
这不仅仅是为了研究,也不仅仅是为了好奇心。
破解基因调控代码,意味着我们可以预测、干预,甚至在未来某一天,找到修复神经损伤的方法。
更进一步,这项研究不仅局限于人类。科学家们已经在把AI模型应用到更多物种上,包括鹿、刺猬,甚至水豚。
为什么要研究这些动物的大脑?
因为每一种生物,都是地球生命演化的一种可能性。每种大脑结构的形成,都有其独特的基因调控代码。而一旦我们完全掌握这些代码,我们就能更好地理解大脑的运作方式。