ИИ помогает разгадать тайну нейронов фон Экономо в человеческом мозге

Нейроны фон Экономо находятся в таких областях мозга, как передняя поясная кора, и связаны с эмпатией, самосознанием и сложным социальным поведением. До недавнего времени ученые полагались на визуальный осмотр, чтобы отличить эти клетки от похожих пирамидальных нейронов. Это затрудняло исследования их функции и роли в заболеваниях, например, лобно-височной деменции и аутизме.

Для решения этой проблемы исследователи собрали 761 цифровую реконструкцию нейронов из базы данных NeuroMorpho.org и обучили шесть алгоритмов машинного обучения различать нейроны фон Экономо от других клеток. Одновременно были опрошены девять экспертов в области нейронауки, которые оценили наиболее важные признаки для идентификации этих нейронов.

Результаты показали, что алгоритмы ИИ последовательно превосходили людей по точности и надежности. Наиболее важными для классификации оказались не только форма тела нейрона, на которую ориентировались люди, но также длина дендритов и количество отростков, которые ранее упускались из виду. Это открытие подчеркивает, что ветвистая структура нейронов столь же критична для их идентификации, как и их характерная палочкообразная форма.

Модели ИИ также выявили ошибки в исходных данных, например, неправильную маркировку клеток или искажения цифровых реконструкций, что указывает на необходимость более аккуратного ведения баз данных для будущих исследований.

Создание стандартизированного метода идентификации нейронов фон Экономо открывает новые перспективы для нейробиологии. Теперь исследователи могут точнее картировать расположение и количество этих клеток, изучать их роль в эмпатии, социальном интеллекте и сознании, а также анализировать их изменения при психических и неврологических расстройствах.