Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Francisco (UCSF) e do Allen Institute, nos Estados Unidos, recorreram a um modelo de inteligência artificial para elaborar um dos mapas mais detalhados já feitos do cérebro de camundongos. O trabalho, divulgado nesta terça-feira (7) na revista Nature Communications, identificou 1.300 regiões e sub-regiões cerebrais, incluindo áreas nunca descritas anteriormente.
O sistema, batizado de CellTransformer, emprega a arquitetura transformer – a mesma que sustenta o ChatGPT – para analisar grandes volumes de dados de transcriptômica espacial, método que revela a localização de diferentes tipos celulares no tecido. Ao relacionar as características moleculares de cada célula com o seu entorno imediato, o algoritmo delineia fronteiras cerebrais com precisão inédita.
Como o modelo funciona
Enquanto modelos de linguagem preveem a próxima palavra em uma frase, o CellTransformer prevê perfis moleculares de células vizinhas. Essa abordagem permitiu replicar estruturas conhecidas, como o hipocampo, e segmentar áreas pouco estudadas, como o núcleo reticular do mesencéfalo, ligado à iniciação de movimentos.
Validação dos resultados
Para testar a confiabilidade do mapa, a equipe comparou as subdivisões obtidas com o Common Coordinate Framework (CCF) do Allen Institute, referência internacional em neuroanatomia. A alta concordância entre os dois conjuntos de dados reforça a relevância biológica das novas regiões apontadas pelo algoritmo.
Aplicações futuras
Por ser totalmente orientado por dados – sem intervenção de anotações humanas – o mapa alcança um grau de detalhe sem precedentes em qualquer espécie animal. Segundo os autores, a mesma estratégia pode ser estendida a outros órgãos, inclusive tecidos tumorais, caso existam bases de dados transcriptômicos robustas. A expectativa é acelerar pesquisas sobre doenças neurológicas, comportamentos e possíveis terapias baseadas em IA.
Imagem: University of California San Francisco
O CellTransformer foi desenvolvido por uma equipe liderada por Reza Abbasi-Asl, professor associado de neurologia e bioengenharia na UCSF, e conta com a colaboração de Bosiljka Tasic, diretora de genética molecular do Allen Institute. Alex Lee, doutorando da UCSF, assina o primeiro autor do artigo.
Com a nova ferramenta, os cientistas comparam a evolução do mapeamento cerebral a trocar um atlas com fronteiras de continentes por outro que mostra estados e cidades, abrindo caminho para investigações mais específicas sobre funções cognitivas e doenças.
Com informações de Olhar Digital