探索生物学的“矿山”,以及“指南针”

原始标题:探索生物学的“黄金矿山”,带有“指南针”咖啡可以刷新本身,在肢体卡住时撤退,双手可以轻松地采用物品...
在一天结束时,这些常见的事情的背后是无数生物学家的奥秘,一生都在努力工作:咖啡因的大脑如何影响?脊髓如何包括和进行外部刺激信号?当他们得到东西时涉及哪些大脑区域,它们如何“工作”?
如今,这些问题可能会对更准确的解决方案感到好奇。经过十多年的研究,由中国科学家主持的研究小组提出了联合分子生命和太空生活的理论,并伴随着精明有效的智能和其他技术,成功地开发了一个智能计算平台(Aquaa2)的开源源。该平台可以帮助研究人员分析分子的复杂时空动态特性AR生命信号,从而揭示了生命科学现象的本质。
4月8日,该研究的结果发表在国际“牢房”国际杂志上。
i -issassemble复杂信息并获得“原始”功能
“如果生物学主题的现实被认为是金矿,那么Aqua2就像一个指南针,可以为研究人员找到更快,更短的金矿途径。” Yu Guoqiang是Tsinghua University自动化系的相应文章和教授,他在接受科学和科学和技术日的记者的采访中被告知。
近年来,已经完全开发了许多生物技术,例如荧光探针,显微镜技术和动物转化技术,这些生物技术始于神经科学,细胞生物学,病理学和生物学发展等生物学领域的大量,高精度和科学数据。这些数据包含相同的空间信息,即它是“和时间元素,也就是”。
“面对大量且复杂的时空数据,如何捕获和识别其中时空模式,并通过去除和装饰恢复生活活动的过程成为一种新的瓶颈,限制了科学研究中的突破。” Yu Guoqiang指出,传统的制造商无效且有限的现有知识,很容易错过科学的发现。现有的自动检查技术和程序可能会导致由于过度填充而导致的结果扭曲,或者由于计算效率不足,可能很难处理空间时间大数据。立即需要新的理论和方法来解决这些问题。这正是Yu Guoqiang团队开发Aqua2的最初目的。
Aqua2的主要工作模式是“拆卸复杂事件”,即使用机械研究和数字优化理论技术在简单的重大事件中分解分子交叉时间的复杂和大量数据,并仔细地采用每个“原始”的特性。后来,通过统计分析工具,我们将检查“ Prithis MIT”是否在不同的实验条件下发生了变化,从而为科学家提供了“可靠”的研究方向。
“如果我们面前有一片广阔的海洋,那里有一些海岛。Aqua2可以从永恒的海面剥离这些岛屿,将被拆除;然后提取岛屿的信息,例如面积,高度,平坦,海岸线大小等,这些是不同时间的特征。”人们仍然可以使用这些岛屿,例如可以找到合适的安全庇护所的渔民
简而言之,作为一种方便的工具,科学家在Aqua2中“喂”大量复杂的生物医学数据,而Aqua2使用自己的计算和统计模型范围来“消化和吸收”,最终为科学家提供了更接近现实的科学家研究思想。变化的三个主要方向,更快,更准确地“指向”
随后,团队进行了相关的实验,以证明Aqua2的实际价值。
科学家发现,科学家很难理解小鼠脊髓中的钙分配模式是否在两种感觉和运动的感觉中相同。 Aqua2发现,在这两个刺激下,钙信号参与了小鼠脊髓星形胶质细胞中的各种神经回路。
咖啡因对斑马鱼有什么影响?该团队建立了一个对照组,并通过Aqua2分析发现,在没有咖啡因的正常情况下,斑马鱼中只显示了神经元细胞信号,当鱼游泳时,这可以是常规的传导信号。斑马鱼用咖啡因摄入的咖啡因在体内显示星形胶质细胞钙信号,并伴随着强度增加的神经元细胞信号。
“以上两个实验结果表明星形胶质细胞对于调节小鼠的脊髓神经回路活性具有重要意义,咖啡因为斑马鱼的动态大脑带来了重大变化。它向生物学家讲授了一个明确的研究方向。”
Aqua2的“指针”做了什么?
“我们在三个方向上取得了突破,” Yu Guoqiang说。
首先,它减少了对时间和空间数据的“分离”检查的传统模型,并为ESP Unificationo构建了一个理论框架。以小鼠的运动为例,传统的检查模式只能“看到”小鼠脊髓中的钙信号被激活,而aqua2则“可见”,即钙信号首先从背部附近的脊髓的一侧出现,然后在胃附近的另一侧进行。
其次,引入了功能性共识单元。手举例说明,完成此操作时,大脑的视觉功能功能区域和电机功能将共同起作用,并且生物分子相关信号将出现多次。这两个是功能性共识单元。当斑马鱼是“饲料”咖啡因时,Aqua2同时检测到与神经元细胞和星形胶质细胞相关的共识单位,表明Na在咖啡因作用下两者“反映了相同的频率”。基于此,生物学家甚至可以以目标方式研究两者的协同机制。
第三,我们使用人工智能和机器学习等技术方法。例如,研究人员使用序列统计理论来确定阈值操作引起的统计偏差,从而提高了低信噪比下的稳定性,并使结果更加准确。研究团队还开发了高级方法,例如双向推送线性组件操作算法(BILCO),该算法(BILCO)提供了Aqua2可显着提高发现效率而不牺牲准确性的情况 - 它运行圆形〜10%比传统的机械算法快2倍,使用计算机存储器的效率接近10倍。
“理论和技术理论使Aqua2快速准确。” Yu Guoqiang说,即使是Aqua2也可以有效研究一些生物学信号,例如钙,多巴胺,三磷酸腺苷,随着生物技术的发展,出现更多的生物学信号,例如氧和电压信号。 “我们期待与世界各地的科学家合作,不懈地与更多样化的生物信号研究合作,并最大程度地提高数据量。”
(编辑:Luo Zhizhi,Chen Jian)
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