В России разработали ПО для анализа нейронных связей

17 июля 2023, 07:48

Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) разработали компьютерную программу SpineTool, которая автоматически анализирует изображения и вычисляет форму отростков нейронов, формирующих связи в мозге.

Эти образования называют дендритными шипиками. Они возникают, когда человек запоминает информацию или обучается чему-то новому. Шипики изменяются при нейродегенеративных заболеваниях, поэтому понимать, как именно это происходит, важно в том числе, чтобы найти средство от деменции. Статья о разработке вышла в британским научном издании Scientific Reports, который входит в группу журналов Nature.
 
«Форма дендритных шипиков меняется при болезнях Альцгеймера и Паркинсона, синдроме Дауна и даже при приеме психостимулятров. Речь идет о развитии любых неблагоприятных процессов в мозге. Это происходит очень быстро, и наш софт позволяет количественно оценить эти изменения», — сказала научный сотрудник лаборатории молекулярной нейродегенерации Института Биомедицинских систем и биотехнологий СПбПУ Екатерина Пчицкая.

Для понимания процессов в головном мозге специалисты анализируют нейроны мышей, которых специально выращивают в инкубаторе. По строению они очень похожи на человеческие нервные клетки. Ученые наблюдают развитие нейронов и формирование новых отростков и синапсов. Их намеренно модифицируют так, чтобы они начали вырабатывать зеленый флуоресцентный белок, с помощью которого можно получать изображения клеток в высоком качестве.
 
SpineTool пошагово анализирует эти изображения и строит трехмерную модель шипиков. Она всегда очень разнообразна, не существует двух полностью идентичных по строению отростков. Раньше ученые описывали их числовыми параметрами длины, ширины и объема, но это давало только очень абстрактное понимание их реального строения. Российские специалисты впервые выделили в изображении шипика отрезки и на их основе построили столбчатую диаграмму — гистограмму.

Источник