Till innehåll på sidan

Molekylär AI-metod banar väg för kartläggning av hjärnan

Forskare vid KTH och Karolinska Institutet har kartlagt mushjärnan med hjälp av en molekylär metod.
Publicerad 2020-06-29

Alzheimer och andra hjärnsjukdomar kan nu komma närmare en lösning. En molekylär metod där man använder AI och maskininlärning ger en bättre bild av hjärnan än vad mikroskop ger. Resultaten av forskningen om den första kartan över mushjärnan presenteras i en artikel från KTH och Karolinska Institutet i den vetenskapliga tidskriften Science Advance.

I artikeln visar forskarna att det är möjligt att återskapa hela hjärnans detaljerade anatomi genom att fånga den molekylära profilen, utan att man behöver kunskaper om hjärnan eller molekylernas funktion.

Joakim Lundeberg, professor vid KTH/SciLifeLab.

– Det är fantastiskt! Det här är en revolution för forskningen om hjärnan och andra organ, säger Joakim Lundeberg , professor på KTH och verksam vid Science for Life Laboratory (SciLife Lab), som tillsammans med Konstantinos Meletis, docent på Karolinska Institutet (KI) är artikelns försteförfattare.

– Vi vet att olika typer av obalans i hjärnan kan leda till psykisk eller neurologisk sjukdom. I arbetet med att finna nya behandlingar är det därför helt avgörande att först ha kunskap om de molekylära skillnaderna i hjärnans områden och hur dessa påverkar nervcellernas funktion, säger Konstantinos Meletis i ett pressmeddelande från KI.

AI ger objektiva resultat

Under cirka hundra års tid har forskare och läkare studerat hjärnan med mikroskop för att t få en bild av hur de olika cellerna är uppbyggda. Det har gett oss en förståelse för hjärnan som organ. Men ett problem med

Konstantinos Meletis, docent på Karolinska Institutet. Foto: Erik Flyg.

metoden är att de som tittar på bilderna i mikroskop ofta gör olika tolkningar.

– Vad vi har gjort är att vi har ersatt något som är väldigt subjektivt, mikroskopi, med en objektiv molekylär strategi, säger Joakim Lundeberg.

Metoden går ut på att man extraherar, analyserar och tolkar molekyler av RNA (ribonukleinsyra, som fungerar som budbärare mellan generna och de proteiner som generna kodar för) med hjälp av AI och maskininlärning.

– När man tittar på en hjärna i ett mikroskop ser man olika lager av organet. Med vår metod kan man se alla gener som är aktiva i varje lager. Men istället för att, som vid mikroskopi, ha en subjektiv uppfattning om vad som finns i ett organ låter vi AI:n jobba fram mönstret av ett organ, säger Joakim Lundeberg.

Studier på människohjärnan pågår

RNA-molekylmetoden har han och hans forskargrupp utvecklat i samarbete med Jonas Frisén på Karolinska Institutet. I pressmeddelandet från KI konstateras att metoden öppnar upp för en helt datadriven definition av hjärnans olika områden och ger därför forskare en grund för att både jämföra studier och för att kartlägga hjärnans anatomi i andra djurarter. Den kan även användas för att kartlägga den mänskliga hjärnan, till exempel för att kunna identifiera de molekylära förändringar som uppstår i olika hjärnområden vid vissa sjukdomar.

Studier av människans hjärna med hjälp av RNA-molekylmetoden pågår redan nu på SciLife Lab i projektet Human Developmental Cell Atlas, som Joakim Lundeberg leder. Han har precis fått veta att en forskningsartikel om Alzheimer där han är medförfattare har blivit accepterad av den vetenskapliga tidskriften Cell.

Läs artikeln om kartläggningen av mushjärnan i Science Advances.

Läs mer om studien på forskningsprojektets webbplats.

Håkan Soold

Innehållsansvarig:press@kth.se
Tillhör: Aktuellt
Senast ändrad: 2020-06-29