源自電子遊戲的算法催生出令人興奮的”神經科學新前沿”
昆士蘭大學的研究人員利用電子遊戲中的一種算法來研究活體腦細胞中分子的動態。昆士蘭大學昆士蘭腦研究所的特里斯坦-沃利斯(Tristan Wallis)博士和弗雷德里克-穆尼耶(Frederic Meunier)教授是在COVID-19大流行期間閉關時想到這個主意的。 沃利斯博士說:”戰鬥電子遊戲使用一種非常快速的算法來追踪子彈的軌跡,以確保在正確的時間擊中戰場上的正確目標。這項技術經過優化,精確度很高,因此體驗感盡可能逼真。我們認為可以使用類似的算法來分析腦細胞內移動的跟踪分子。” 到目前為止,技術上只能探測和分析空間中的分子,而不能分析它們在空間和時間中的行為。沃利斯博士說:”科學家利用超分辨率顯微鏡觀察活體腦細胞,記錄其中的微小分子如何聚集在一起執行特定功能。單個蛋白質在看似混亂的環境中跳動和移動,但當你從空間和時間上觀察這些分子時,你就會開始看到混亂中的秩序。這是一個令人興奮的想法,而且它成功了。”質膜中Syntaxin 1A 的超分辨成像。圖片來源:作者沃利斯博士使用編碼工具建立了一種算法,現在已有多個實驗室使用這種算法來收集有關腦細胞活動的豐富數據。他介紹說:”我們應用這種算法來觀察分子聚集在一起的情況–哪些分子、何時、何地、多長時間以及多頻繁地聚集在一起。這為我們提供了新的信息,讓我們了解分子如何在腦細胞內發揮關鍵功能,以及這些功能如何在衰老和疾病過程中被破壞。”穆尼耶教授說,這種方法的潛在影響是指數級的:”我們的團隊已經在利用這項技術收集有關Syntaxin-1A等蛋白質的寶貴證據,這些蛋白質對腦細胞內的交流至關重要。其他研究人員也在將該技術應用於不同的研究問題。我們正在與昆士蘭大學的數學家和統計學家合作,拓展我們利用這項技術加速科學發現的途徑。穆尼耶穆尼耶教授說,看到一個簡單的想法產生的效果令人欣慰。他說:”我們利用自己的創造力,將電子遊戲和超分辨率顯微鏡這兩個毫不相關的高科技世界融合在一起,從而解決了研究難題。它將我們帶入了神經科學的新前沿”。