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企业新闻推广 2023-7-25 00:31 8771 0

亚马逊云科技人工智能与机器学习技术助力科学家绘制完整的脑部地图

虽然神经科学家已研讨了数十年,但阿尔茨海默症和帕金森症等脑部疾病的治疗方式仍然停顿缓慢,其缘由在于脑部是人体中最复杂、最难领会的器官。关于脑部研讨的数据集虽然数目众多,但却离散多元,而且凡是不可以用同一的科学说话来描写。

亚马逊云科技野生智能与机械进修技术助力科学家绘制完整的脑部舆图


“虽然投入了大量资金,但我们尚未找到处理首要脑部疾病的方式”艾伦研讨所脑科学高级研讨员Ed Lein暗示,“我们具有大量信息,但这些信息没有经过整合或很难综合处置。”

在美国国立卫生研讨院(NIH)的帮助和亚马逊云科技技术的支持下,艾伦研讨所正在带领脑常识平台(Brain Knowledge Platform),以期处理这一题目。

亚马逊云科技野生智能与机械进修技术助力科学家绘制完整的脑部舆图


艾伦脑科学研讨所助理研讨员Rebecca Hodge博士(Erik Dinnel拍摄,艾伦研讨所)

脑常识平台工作的一部分是绘制一张全新的、切确到单个细胞的完整脑部舆图,这项工作由Lein和来自天下各地的17家研讨机构的神经科学研讨职员主导。此外,艾伦研讨所数据和技术主管Shoaib Mufti率领团队与亚马逊云科技合作,将操纵这张脑图建立全球最大的脑细胞开源数据库。这是人类初次对关于哺乳动物大脑结构和功用的大范围数据集停止汇编和标准化。

这个项目努力于更好地诊断和治疗精神和神经疾病,这些疾病影响美国五分之一以上生齿,每年给美国形成1.5万亿美圆的经济损失。

Lein暗示:“化学有元素周期表,基因组学有极具变化性的人类基因组图,神经科学也要有类似的根本资本,脑常识平台将帮助建立这一资本。”

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艾伦研讨所脑科学高级研讨员Ed Lein博士(Erik Dinnel拍摄,艾伦研讨所)

该平台的焦点是单细胞基因组学。有了丈量单个脑细胞基因的新技术,研讨职员现在可以更好地领会大脑细胞的复杂性以及赋予细胞怪异功用的基因。这些高度详实的细胞图谱将帮助研讨职员领会疾病的起源,并终极助力临床医生正确找出阿尔茨海默症和帕金森症等疾病的成因。

“研讨职员将经过这一常识平台获得现有根本设备没法供给的新发现。”Mufti暗示,“一旦分离的信息碎片相互毗连,我们便可以将健康大脑的数据与得病大脑的信息关联起来——这将开释庞大潜力。”

该平台还能关联分歧物种的脑部研讨,Lein估计该常识图谱终极将可以整合一切哺乳动物的生物学信息。

将脑部约2000亿个细胞发生的数据改变成可存储、分析和拜候的开源工具的正是云计较。基于此,临床医生或将可以找到脑疾病的治疗方式。亚马逊云科技的高性能计较才能和Amazon SageMaker帮助艾伦研讨所治理所稀有据,而且可跨多个工作负载停止扩大。艾伦研讨所正在利用亚马逊云科技的野生智能(AI)和机械进修(ML)办事,并计划在未来摆设天生式AI,将庞大、复杂、多模态的数据转化为洞察。

亚马逊云科技野生智能与机械进修技术助力科学家绘制完整的脑部舆图


艾伦脑科学研讨所的研讨职员(Erik Dinnel拍摄,艾伦研讨所)

“经过亚马逊云科技机械进修技术,操纵专门构建的AI办事,研讨机构可以找出新的关联和发现。”亚马逊云科技非营利健康奇迹董事总司理Allyson Fryhoff暗示,“艾伦研讨所正在利用机械进修等先辈的云技术,以经济高效且可扩大的方式进一步加速科研发现。他们努力于探访人类大脑未解之谜,这样的勇气令我们印象深入,我们也期待着脑研讨未来能有新的冲破。”

美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学神经科学教授、艾伦研讨所的研讨合股人David Van Essen处置大脑研讨已经50多年。他将大脑研讨的加速变化比作舆图的演变。

“几个世纪前,我们的舆图虽然五彩缤纷,但却相当粗浅,只反应出那时人们对地球概况的认知。那时的制图师只是大致晓得大陆和岛屿的方位,以及首要的地理和政治地区分别,但并不非常正确。”Van Essen暗示,“近年来,信息爆炸以及卫星图像技术的进步,使导航工具越来越正确和方便。我们也渴望在人脑研讨范畴绘制越来越细致的舆图,使它成为治疗大脑疾病强有力的导航工具。”

Lein和他的团队刚刚启动了这项为期五年的人脑舆图绘制项目,与之前的人类基因组计划很是类似,该项目有能够为包括神经科学在内的一切医学范畴翻开新的发现之门。

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