神经科学家几十年来一直在研究这个问题，但治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等脑部疾病的进展进展缓慢。为什么？大脑是我们最复杂的器官。这也是最难学习的。为大脑研究收集的数据集广泛但不同，而且它们通常不存在于通用的科学语言中。艾伦脑科学研究所助理研究员丽贝卡·霍奇博士摄影：艾伦研究所埃里克·丁内尔“尽管投入了大量资金，但我们还没有想出针对主要脑部疾病的解决方案，”艾伦脑科学研究所高级研究员埃德·莱因说。“我们信息泛滥，但不是集中的或综合的。”在美国国立卫生研究院 （NIH） 的资助和 Amazon Web Services （AWS） 的技术下，艾伦研究所正在通过构建名为大脑知识平台的东西来领导改变这一现状的努力。这家由 AWS 提供支持的初创公司为卢旺达癌症患者提供了更好的救生治疗Hurone AI 是一家总部位于西雅图、扎根于非洲的公司，正在测试使用人工智能模拟肿瘤学家与患者对话的新技术。由 Lein 和来自全球 17 个研究所的神经科学研究人员网络领导的大脑知识平台工作的一部分将是以细胞分辨率制作整个大脑的新地图。由艾伦研究所数据和技术主管 Shoaib Mufti 领导的另一部分工作将与 AWS 合作，使用该大脑图创建世界上最大的脑细胞数据开源数据库。这将是同类产品中第一个编译和标准化有关哺乳动物大脑结构和功能的海量数据集的。最终目标是创造一种资源，能够更好地诊断和治疗影响美国五分之一以上人口的精神和神经系统疾病以及疾病，这些疾病每年使美国经济损失 1.5 万亿美元。化学有元素周期表。基因组学拥有具有变革性的人类基因组图谱。神经科学需要类似的基础资源，大脑知识平台将有助于创建这些资源，“莱因说。艾伦脑科学研究所高级研究员 Ed Lein 博士摄影：艾伦研究所 Erik Dinnel该平台的主力是单细胞基因组学。由于采用了测量单个脑细胞内使用的基因的新技术，研究人员现在可以更好地了解大脑的细胞复杂性以及赋予细胞独特功能的基因。这些高度详细的细胞图谱将帮助研究人员了解疾病的起源，并最终使临床医生能够查明阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病发生的原因。这个知识平台将使研究人员能够做出当前基础设施无法实现的新发现，“Mufti 说。“一旦我们开始将信息片段连接在一起，我们可以将来自健康大脑的数据与来自患病大脑的信息联系起来，这就是奇迹发生的地方。”该平台还将不同物种的大脑研究联系起来，Lein 预计知识图谱最终将整合所有哺乳动物生物学的信息。云计算使来自大脑约 2000 亿个细胞的数据能够作为开源工具进行存储、分析和访问，最终将被寻求脑部疾病治疗和治愈的临床医生使用。AWS 和 Amazon SageMaker 上的高性能计算正在帮助 Allen Institute 管理所有这些数据，并跨多个工作负载进行扩展。该研究所正在使用 AWS 的人工智能 （AI） 和机器学习 （ML） 服务，并计划在未来实施生成式 AI，将大型、复杂的多模态数据转化为医生可用的见解。艾伦脑科学研究所的研究人员摄影：艾伦研究所的 Erik DinnelAWS 非营利组织和非营利组织健康董事总经理 Allyson Fryhoff 表示：“AWS 机器学习使研究组织能够通过专门构建的 AI 服务发现新的联系和发现。“Allen 正在使用 ML 等先进的云技术，以经济高效且可扩展的方式进一步加速他们的发现。我们受到他们为解锁关于人脑的前所未见的见解所做的工作的启发，我们期待着未来的许多大脑研究突破。AWS 宣布推出 Amazon Bedrock 和另外 3 项生成式 AI 创新AWS 的服务将 Amazon 数十年的机器学习经验与突破性技术相结合，有望改变几乎所有事物。密苏里州圣路易斯华盛顿大学神经科学教授、艾伦研究所研究伙伴大卫·范·埃森 （David Van Essen） 研究大脑已有五十多年的历史。他将大脑研究步伐的加快比作地理空间测绘的演变。几个世纪前，我们有色彩缤纷但相当粗糙的地图，描绘了人们认为地球表面的样子。制图师大致知道大陆和岛屿在哪里，以及主要的地理和政治细分是什么，但它们不是很准确，“范埃森说。“最近，信息呈爆炸式增长，卫星图像和更准确、更用户友好的导航工具等技术也得到了更好的发展。我们渴望为人脑做的是获得越来越好、越来越详细的地图，这将成为治疗脑部疾病的强大导航工具。Lein 和他的团队刚刚开始这个为期五年的人类大脑绘制地图的项目，就像之前的人类基因组计划一样，它有可能打开新的大门——不仅在神经科学领域，而且在整个医学领域。
