CP v2

Tag: Nature

  • DI agentai laboratorijose keičia žaidimą: „Google DeepMind“ ir „FutureHouse“ žada šuolį vaistuose

    DI agentai laboratorijose keičia žaidimą: „Google DeepMind“ ir „FutureHouse“ žada šuolį vaistuose

    DI agentai perima rutiną

    Biomedicinos laboratorijose vis ryškiau matoma kryptis, kai dalį tyrėjo darbo perima autonominiai DI agentai. Jie greitina literatūros analizę, hipotezių kūrimą, duomenų interpretavimą ir net eksperimentų planavimą, todėl tai, kas anksčiau užtrukdavo mėnesius, kai kuriais atvejais sutrumpėja iki dienų.

    Žurnale Nature pastaruoju metu pristatyti keli nepriklausomi sprendimai rodo, kad daugiaagentės sistemos gali veikti kaip tarpusavyje besitikrinančių specialistų komanda. Tokia architektūra ypač vertinama ten, kur reikia vienu metu apdoroti daug šaltinių ir greitai patikrinti alternatyvias kryptis.

    „Tai primena skaitmeninę mokslininko mąstymo proceso versiją, o tikslas yra suteikti tyrėjams daugiau galios“, – sakė „Google DeepMind“ tyrėjas Vivekas Natarajanas.

    „Co-Scientist“ ir „Robin“: nuo hipotezių iki rezultatų

    Vienas iš aptariamų pavyzdžių yra „Google DeepMind“ sukurtas „Co-Scientist“, paremtas „Gemini“ architektūra. Sistema sukurta taip, kad generuotų struktūruotas mokslines hipotezes ir jas iteratyviai tobulintų, kai skirtingi agentai pateikia kritiką, alternatyvas ir patikslinimus.

    Publikacijose aprašoma, kad įrankis buvo taikytas ieškant jau patvirtintų vaistų naujoms indikacijoms, įskaitant ūminę mieloidinę leukemiją. DI sugeneravo kandidatų sąrašą, o žmonės tyrėjai atrinko kelias medžiagas laboratoriniams bandymams, kur dalis jų parodė perspektyvius rezultatus ląstelių tyrimuose.

    Kitas Nature aprašytas sprendimas yra ne pelno organizacijos „FutureHouse“ platforma „Robin“, kuri orientuota į uždaros tyrimų kilpos principą. Tai reiškia, kad sistema gali parengti literatūros apžvalgą, suformuoti hipotezę, pasiūlyti eksperimentų planą ir vėliau interpretuoti gautus duomenis, nors pačius bandymus vis dar atlieka žmonės laboratorijoje.

    „Robin“ pademonstruotas ir su amžine geltonosios dėmės degeneracijos sausa forma susijęs scenarijus, kai sistema pasiūlė galimą kryptį, paremtą ląstelinių procesų suaktyvinimu, ir nurodė vaistą, anksčiau sietą su kita indikacija. Vėliau, remiantis aprašymu, buvo suplanuoti papildomi tyrimai, padėję geriau suprasti galimą mechanizmą.

    Kodą rašantis asistentas ir ribos

    Tarp Nature pristatytų krypčių minimas ir „Google DeepMind“ sprendimas „Empirical Research Assistance“, skirtas automatizuoti mokslinių skaičiavimų programavimą. Idėja paprasta: kai tyrimą stabdo lėtai kuriamas kodas, agentinė sistema siūlo greitesnį kelią iki veikiančių analizės įrankių.

    Vis dėlto mokslininkai pabrėžia ribas: tokios sistemos dažnai remiasi dideliais kalbos modeliais, kurie gali generuoti įtikinamai skambančius, bet klaidingus teiginius. Dėl to praktikoje akcentuojamas žmogaus vaidmuo tiek orkestruojant užduotis, tiek tikrinant kritinius etapus, ypač kai sprendimai gali lemti brangias laboratorines kryptis.

    Siekiant mažinti klaidų riziką, daugiaagentėse platformose diegiami vidinės diskusijos ir tarpusavio vertinimo mechanizmai. Tai leidžia vienam agentui tikrinti kito prielaidas, o galutinius sprendimus palikti žmogui, kuris vertina, ar hipotezė moksliškai pagrįsta ir praktiškai patikrinama.

    MIT kryptis: DI su fizikos taisyklėmis

    Lygiagrečiai Massachusetts Institute of Technology tyrėjai stiprina kitą kryptį, kai DI modeliuose sąmoningai įtvirtinami fizikiniai ir cheminiai apribojimai. Tai ypač svarbu vaistų atrankoje, kur potencialių molekulių erdvė yra milžiniška, o aklas paieškos metodas tampa neefektyvus net ir su didele skaičiavimo galia.

    MIT komandos kuriami įrankiai, tokie kaip „ShEPhERD“ ir „FlowER“, siejami su tikslesniu molekulių formos, reakcijų produktų ir sintezės kelių prognozavimu. Pabrėžiama, kad modelių tikslumas didėja, kai jie ne tik mokosi iš pavyzdžių, bet ir privalo laikytis fundamentalių apribojimų, pavyzdžiui, masės tvermės.

    Bendra tendencija aiški: DI agentai sparčiai plečia tyrėjų galimybes, tačiau artimiausiu metu jie greičiau taps komandos nariais, o ne visiškais pakaitalais. Didžiausias poveikis tikėtinas ten, kur reikia greitai apdoroti didelius informacijos kiekius, suformuoti patikrinamas hipotezes ir efektyviau nukreipti laboratorinius resursus.

  • DI sukurtas kūno atlasas parodė nutukimo žalą: netikėtas smūgis nervams ir jutimams

    DI sukurtas kūno atlasas parodė nutukimo žalą: netikėtas smūgis nervams ir jutimams

    Naujas dirbtinio intelekto įrankis padėjo mokslininkams itin detaliai pamatyti, kaip nutukimas veikia visą organizmą ląstelių lygiu. Tyrėjai teigia, kad žala apima gerokai daugiau nei riebalinį audinį ir gali paliesti kelias organų sistemas vienu metu.

    Tyrimas paskelbtas žurnale „Nature“, jį atliko Helmholtz Munich ir Liudviko Maksimiliano universiteto Miunchene mokslininkai su partneriais. Jie sukūrė DI sistemą „MouseMapper“, kuri formuoja viso kūno trimatį atlasą ir vienoje analizėje atpažįsta dešimtis milijonų struktūrų.

    Kaip sudaromas viso kūno žemėlapis

    Atlasą tyrėjai kūrė naudodami peles: nervų ir imuninės sistemos ląstelės buvo pažymėtos fluorescenciniais žymenimis. Vėliau pritaikytos audinių skaidrinimo technologijos, kurios padaro kūną optiškai skaidrų, bet išsaugo švytinčius signalus.

    Tuomet buvo atlikti viso kūno didelės raiškos trimačiai skenavimai šviesos lakšto mikroskopija. DI automatiškai išanalizavo vaizdus ir sužymėjo 31 organą bei audinių tipą, leidžiant uždegimo ar pažeidimų zonas matyti vienu vaizdu.

    Ką atskleidė nutukimo modelis

    Platforma buvo išbandyta su pelėmis, maitintomis daug riebalų turinčia dieta, kuri sukelia nutukimą ir medžiagų apykaitos pokyčius, panašius į stebimus žmonėms. Rezultatai parodė, kad uždegiminiai ir struktūriniai pakitimai fiksuojami ne vien riebaliniame audinyje, bet ir, pavyzdžiui, kepenyse bei raumenyse.

    Didžiausia staigmena buvo nervų sistemoje. Tyrėjai nustatė ryškius trišakio nervo, atsakingo už veido jutimus, pokyčius: nutukusių pelių nervas turėjo mažiau šakų ir galūnėlių, o elgsenos testai rodė silpnesnį atsaką į prisilietimą.

    Ar tai galiotų ir žmonėms?

    Mokslininkai papildomai ištyrė žmonių audinių mėginius iš asmenų, turinčių nutukimą. Juose aptikti panašūs molekuliniai pokyčiai trišakio nervo mazge, o tai leidžia manyti, kad pelėse matomas nervų pažeidimo mechanizmas gali būti aktualus ir žmonėms.

    Vis dėlto tyrėjai pabrėžia, kad gyvūnų modeliai ne visada tiesiogiai atspindi žmogaus organizmą, todėl išvadoms patvirtinti reikės daugiau klinikinių duomenų. Tuo pačiu tokio tipo atlasai gali padėti greičiau identifikuoti rizikos vietas, kurias verta tikrinti pacientams.

    Komanda tikisi, kad ateityje tokios platformos leis ligas vertinti kaip tarpusavyje susijusių sistemų visumą, o ne atskirų organų problemą. Ilgalaikė kryptis – vadinamieji skaitmeniniai dvyniai, kai ligos eiga modeliuojama kompiuteriu ir taip galima greičiau atrinkti perspektyviausias gydymo strategijas.

  • Mokslininkai aptiko 1 700 slaptų baltymų: tai gali pakeisti vėžio ir kitų ligų gydymą

    Mokslininkai aptiko 1 700 slaptų baltymų: tai gali pakeisti vėžio ir kitų ligų gydymą

    Mokslininkai praneša aptikę daugiau nei 1 700 iki šiol nepastebėtų baltymų tipo molekulių žmogaus ląstelėse. Jos aptiktos tose genomo vietose, kurios ilgą laiką buvo laikomos nekoduojančiomis arba menkai reikšmingomis, todėl atradimas papildo supratimą, kiek informacijos iš tiesų yra panaudojama ląstelėse.

    Šios molekulės nėra klasikiniai dideli baltymai, kuriuos įprastai aprašo genų anotacijos. Dalis jų labai mažos arba neįprastos sandaros, todėl tyrėjai jas išskyrė į atskirą kategoriją ir siūlo terminą peptidein, pabrėždami, kad tai tarpinė grandis tarp peptidų ir tradicinių baltymų.

    Tai kilo iš „tamsiojo“ genomo

    Daug metų biologijoje dominavo požiūris, kad tik nedidelė DNR dalis koduoja baltymus, o likusi dalis tėra vadinamoji šiukšlinė DNR. Pastaraisiais dešimtmečiais šis įsitikinimas sparčiai keičiasi, nes vis daugiau nekoduojančių sričių siejama su genų reguliacija, ląstelių veiklos valdymu ir ligų rizika.

    Naujausias darbas šią kryptį sustiprina: „tamsiojo“ genomo sritys, pasirodo, gali ne tik reguliuoti kitus genus, bet ir pačios duoti pradžią naujai molekulių klasei. Tyrėjai pabrėžia, kad tai plečia žinomą proteomą ir gali pakeisti, kaip ieškoma ligų mechanizmų.

    Milžiniška duomenų analizė ir pirmieji signalai apie vėžį

    Atradimas paremtas plataus masto skaičiavimais ir daugybės eksperimentų duomenimis, kai buvo tikrinama, ar iš vadinamųjų nekonvencinių atvirų skaitymo rėmų susidaro aptinkamos molekulės. Iš tūkstančių kandidatinių sričių identifikuota 1 785 mikrobaltymų tipo junginių, kuriuos pavyko patvirtinti kaip realiai susidarančius ląstelėse.

    Vienas iš labiausiai dėmesį patraukusių pavyzdžių siejamas su genu, anksčiau laikytu nekoduojančiu: laboratoriniuose bandymuose išjungus su juo susijusią molekulę, vėžinės ląstelės augo prasčiau. Tai dar nereiškia, kad artimiausiu metu atsiras naujas vaistas, tačiau rodo, jog dalis peptidein gali turėti konkrečias biologines funkcijas.

    Ką tai gali reikšti medicinai?

    Didžioji dalis naujai aptiktų molekulių funkcijų dar neaiški, todėl artimiausiais metais laukia daug papildomų tyrimų, įskaitant jų raišką skirtinguose audiniuose ir sąsajas su ligomis. Jei paaiškės, kad dalis peptidein yra būtini tam tikroms vėžio ar kitų ligų ląstelių grandinėms, jie galėtų tapti naujais diagnostikos žymenimis ar gydymo taikiniais.

    „Mes tik pradedame suprasti, ką gali pasiūlyti šis tamsusis proteomas“, – sakė vienas iš tyrėjų, pabrėždamas, kad ši kryptis gali atverti naujų galimybių ieškant ligų priežasčių ir kuriant terapijas.

    Tyrimas publikuotas žurnale „Nature“, o autoriai pabrėžia, kad atradimas labiausiai keičia patį žemėlapį: kas laikyta tylia genomo zona, gali būti aktyvi ir biologiškai reikšminga. Tai dar vienas signalas, kad žmogaus genetinė informacija veikia sudėtingiau, nei buvo manyta anksčiau.

  • 400 000 metų dantys apvertė žmonijos kilmę: netikėtas Homo erectus ryšys su denisoviečiais

    400 000 metų dantys apvertė žmonijos kilmę: netikėtas Homo erectus ryšys su denisoviečiais

    Maždaug 400 000 metų senumo dantų emalyje aptikti baltymai pateikė netikėtą užuominą apie žmonijos giminės istoriją. Mokslininkai nustatė, kad dalis genetinės informacijos, „įrašyta“ baltymuose, sieja Homo erectus su paslaptingais denisoviečiais ir rodo galimus senovinius ryšius.

    Šis rezultatas stiprina pastaraisiais metais vis labiau įsitvirtinantį vaizdą, kad žmogaus evoliucija nebuvo tiesi ir tvarkinga. Eurazijoje ilgą laiką gyveno kelios žmonių giminės grupės, jos galėjo persidengti, konkuruoti ir kartais keistis genetine medžiaga.

    Kas rasta Kinijoje

    Tyrėjai analizavo šešis Homo erectus dantis iš trijų archeologinių vietovių Kinijoje, tarp jų ir Zhoukoudian apylinkėse netoli Pekino. Dantys datuojami maždaug 400 000 metų, todėl įprastai tikėtis išlikusios DNR būtų per drąsu.

    Tačiau dantų emalis yra itin kietas audinys, galintis labai ilgai išsaugoti baltymus. Šie baltymai kartais turi paveldimų variantų, kurie atspindi genetinius skirtumus, panašiai kaip DNR žymenys, tik išlieka gerokai ilgiau.

    Du baltymų variantai ir jų reikšmė

    Analizėje nustatyti du neįprasti emalio baltymo variantai. Vienas jų, kaip nurodoma tyrime, gali būti būdingas būtent Rytų Azijos Homo erectus linijai, nes kituose iki šiol tirtuose homininuose jis nebuvo aptiktas.

    Kitas variantas mokslininkams jau buvo žinomas iš denisoviečių tyrimų. Tai leidžia svarstyti, kad šių grupių istorijoje galėjo būti kontaktų, o genetinės ypatybės galėjo keliauti tarp skirtingų populiacijų per tarpininkaujančias grupes ar tiesioginius susitikimus.

    „Bendros gyvenamosios teritorijos sudaro galimybes sąveikoms“, – teigiama mokslininkų išvadose, pristatytose publikacijoje.

    Kodėl baltymai keičia evoliucijos tyrimus

    Denisoviečiai išlieka viena mįslingiausių žmonių giminės grupių, nes jų fosilijų rasta labai mažai, o duomenys fragmentiški. Būtent todėl baltymų analizė, dar vadinama paleoproteomika, tampa vis svarbesnė: ji leidžia gauti molekulinės informacijos iš itin senų radinių.

    Šis metodas ypač naudingas ten, kur DNR nebeišsilaiko dėl laiko, temperatūrų svyravimų ar cheminės aplinkos. Dantys tokiuose tyrimuose laikomi vienu patikimiausių šaltinių, nes emalis gali išlaikyti informatyvius baltymus šimtus tūkstančių metų.

    Nauji duomenys taip pat dera su ankstesniais genetiniais tyrimais, kurie parodė, kad šiuolaikinių žmonių genomuose kai kuriose pasaulio populiacijose išliko denisoviečių kilmės įnašas. Tai reiškia, kad senovinės sąveikos galėjo turėti ilgalaikių pasekmių žmogaus biologinei įvairovei.

    Tyrėjai pabrėžia, kad vien šis atradimas denisoviečių paslapties neišsprendžia, tačiau prideda svarbią detalę prie sudėtingo paveikslo. Tolimesni panašūs tyrimai skirtinguose regionuose ir laikotarpiuose gali padėti tiksliau suprasti, kaip kito Homo erectus populiacijos ir su kuo jos susitiko.

    Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale Nature.

  • 175 000 metų senumo pėdsakas Prancūzijos olos gelmėje: ar tai galėjo būti neandertaliečio kelias?

    Giliai Prancūzijos pietvakariuose esančios Briunikelio olos dalyje mokslininkai aptiko molyje išlikusį paslaptingą įspaudą, kurį dengia plonas kalcito sluoksnis. Tyrėjai svarsto, kad tai galėjo būti ne pėda, o neandertaliečio kelio atspaudas, paliktas prieš maždaug 175 000 metų.

    Radavietė išskirtinė tuo, kad įspaudas aptiktas šalia vadinamųjų Briunikelio struktūrų, sukrautų iš sulaužytų stalagmitų fragmentų. Šie ratai ir linijos yra daugiau nei 300 metrų nuo olos įėjimo, vietoje, kur nėra natūralios šviesos.

    Pasak tyrėjų, didžioji dalis senovinių žymių urvuose ilgainiui sunyksta dėl drėgmės, nuosėdų ir vėlesnių gyvūnų veiklos. Šiuo atveju įspaudą tarsi „užkonservavo“ kalcitas, tas pats mineralas, iš kurio formuojasi stalagmitai.

    Mokslininkai pabrėžia, kad žmonių pėdsakai archeologijoje tiriami dažniau, o kelio įspaudai aptinkami itin retai. Dėl to identifikacija atsargi: kol kas tai laikoma hipoteze, kuriai reikia daugiau palyginamųjų pavyzdžių.

    Briunikelio olos struktūros mokslo pasaulyje plačiau aptartos po 2016 metais publikuotų tyrimų, kai buvo parodyta, kad stalagmitų fragmentai sudėti tyčia. Datavimas rodo, kad veikla oloje vyko gerokai anksčiau nei Europoje paplito Homo sapiens, todėl labiausiai tikėtini autoriai yra neandertaliečiai.

    Tyrimuose pabrėžiama ir logistika: norint nusigauti taip toli į olos gelmę, reikėjo patikimų šviesos šaltinių ir planavimo. Netoli struktūrų rasti degimo pėdsakai leidžia manyti, kad ugnis buvo naudojama apšvietimui ir veiklai palaikyti.

    Vienas intriguojančių klausimų yra galimybė aptikti biologinių likučių, kurie galėjo patekti į kalcitą, kai šis dengė įspaudą. Kai kurie tyrėjai atkreipia dėmesį, kad tam tikromis sąlygomis mineralinės nuosėdos gali „užrakinti“ mikroskopinius pėdsakus, tačiau tai nereiškia, kad DNR būtinai išliko.

    Šiuolaikinė archeologija vis dažniau remiasi kompleksiniais metodais, kai geologija, chemija ir mikroskopiniai tyrimai padeda atsakyti į klausimus, kurių neįmanoma spręsti vien pagal formą. Briunikelio olos atvejis rodo, kad net vienas įspaudas gali tapti svarbia užuomina apie žmonių elgseną gilioje praeityje.

    Tyrėjų komanda siekia tiksliau atsekti, iš kurių olos vietų buvo paimti stalagmitų fragmentai ir ar medžiagos rinktos kryptingai. Tokia analizė gali padėti suprasti, ar struktūros turėjo praktinę paskirtį, ar buvo susijusios su simboline veikla.

    Kol kas vienareikšmio atsakymo, kodėl neandertaliečiai statė ratus visiškoje tamsoje, nėra. Tačiau naujai aprašytas įspaudas sustiprina mintį, kad į olos gelmes jie leidosi ne atsitiktinai, o turėdami aiškų tikslą ir gebėjimus tai įgyvendinti.

    „Tai yra tik hipotezė. Kad būtume tikri, mums reikia daugiau kelio įspaudų palyginimui“, – sakė Sophie Verheyden.

    „Leidžiantis 300 metrų gilyn, būtina būti užtikrintam dėl šviesos“, – sakė Sophie Verheyden.

  • Mokslininkų proveržis: sukurti kraujo krešuliai, stiprų kraujavimą sustabdantys per sekundes

    Mokslininkų proveržis: sukurti kraujo krešuliai, stiprų kraujavimą sustabdantys per sekundes

    Mokslininkai sukūrė naują metodą, leidžiantį greitai suformuoti ypač tvirtus kraujo krešulius, kurie laboratorijoje kraujavimą galėjo pristabdyti per kelias sekundes. Tyrėjų teigimu, tokia technologija ateityje galėtų tapti svarbia pagalba skubioje medicinoje, traumų atvejais ar operacijų metu.

    Natūralūs kraujo krešuliai organizmui yra gyvybiškai svarbūs, tačiau ne visada susidaro pakankamai greitai arba būna pakankamai stabilūs. Kai kraujavimas stiprus, ypač svarbu, kad krešulys ne tik greitai susiformuotų, bet ir mechaniškai atlaikytų audinių judėjimą bei kraujospūdį.

    Naujas požiūris į krešulio „pastatą“

    Šiame tyrime dėmesys nukreiptas į raudonuosius kraujo kūnelius, kurie natūraliame krešulyje sudaro didelę tūrio dalį, tačiau patys savaime nėra tvirta konstrukcinė medžiaga. Mokslininkai juos chemiškai „surišo“ tarpusavyje taip, kad susiformuotų stipresnė ir atsparesnė struktūra.

    Taip sukurti inžineriniai kraujo krešuliai gali būti pritaikomi kaip gelio tipo medžiaga, papildanti natūralų krešėjimą. Autorių teigimu, toks sprendimas skirtas ne pakeisti organizmo krešėjimą, o sustiprinti jį situacijose, kai įprastų mechanizmų nepakanka.

    Ką parodė bandymai

    Bandymai laboratorijoje ir su žiurkių modeliais parodė, kad naujieji krešuliai buvo gerokai atsparesni lūžimui ir geriau prilipo prie audinių nei natūralūs. Tyrėjai nurodo, kad mechaninis atsparumas padidėjo 13 kartų, o sukibimas su audiniais buvo maždaug 4 kartus stipresnis.

    Taip pat pranešta, kad bandymuose nepastebėta ryškių toksiškumo požymių ar pavojingos imuninės reakcijos, o sužeistos kepenų vietos užsandarinimas buvo sėkmingas. Vis dėlto tai dar nėra įrodymas, kad metodas taip pat veiks žmonėms, nes gyvūnų modeliai tik iš dalies atspindi klinikinę realybę.

    Kur tai galėtų būti pritaikyta

    Technologijos kūrėjai teigia, kad medžiaga gali būti paruošiama gana greitai: naudojant suderinto kraujo donoro medžiagą per maždaug 10 minučių, o naudojant paties paciento kraują per maždaug 20 minučių. Toks laikas svarbus skubioje pagalboje, kur sprendimai turi būti priimami per minutes.

    Potenciali nauda įžvelgiama ir pacientams, turintiems krešėjimo sutrikimų, taip pat žmonėms, vartojantiems kraują skystinančius vaistus, kai dėl gydymo sumažėja organizmo gebėjimas suformuoti „naudingą“ krešulį. Kartu pabrėžiama, kad patys pavojingiausi krešuliai yra kitokie: tie, kurie susidaro kraujagyslių viduje ir gali užkimšti kraujotaką.

    „Natūralūs kraujo krešuliai gali susidaryti lėtai ir būti mechaniškai trapūs, o tai riboja jų gebėjimą sustabdyti stiprų kraujavimą ir gali apsunkinti gijimą“, – sakė McGill universiteto mokslininkas Jianyu Li.

    Kitas žingsnis – išsamūs saugumo ir veiksmingumo tyrimai, taip pat bandymai situacijose, kur kraujavimas yra didelio slėgio, pavyzdžiui, pažeidus arterijas. Tyrėjai pripažįsta, kad technologiją dar reikės „suderinti“ skirtingiems scenarijams, tačiau pirmieji rezultatai rodo realų potencialą klinikinei praktikai ateityje.

    Tyrimo rezultatai publikuoti žurnale „Nature“.

  • Parkinson’s Study Points to SCAN Brain Network as a New Treatment Target, With Early Gains From Non-Invasive Stimulation

    Parkinson’s Study Points to SCAN Brain Network as a New Treatment Target, With Early Gains From Non-Invasive Stimulation

    Researchers say they have identified a specific brain network that may sit at the core of Parkinson’s disease, potentially reshaping how the condition is understood and treated. The findings focus on the somato-cognitive action network, or SCAN, which links planning and thinking with physical movement.

    Parkinson’s is a progressive neurological disorder affecting more than 10 million people worldwide, commonly causing tremor, stiffness, slowed movement, sleep disruption and cognitive changes. Standard therapies such as levodopa can ease symptoms for years, while deep brain stimulation can help selected patients, but neither stops disease progression.

    A network view of Parkinson’s

    The international team, led by China’s Changping Laboratory with collaborators including Washington University School of Medicine in St. Louis, analyzed brain imaging data from more than 800 participants across several centers. The dataset included people with Parkinson’s receiving different treatments, along with healthy volunteers and people with other movement disorders for comparison.

    The researchers report that Parkinson’s is marked by unusually strong connectivity between SCAN and deeper brain structures in the subcortex. Across multiple therapies examined, the study found that treatments tended to work better when they reduced this excessive coupling rather than simply stimulating nearby regions.

    Non-invasive stimulation shows early promise

    Building on that signal, the team tested a personalized, high-precision approach using transcranial magnetic stimulation, a non-invasive technique that delivers magnetic pulses through the scalp. In a small trial, 18 patients who received SCAN-targeted stimulation showed a higher response rate after two weeks than 18 patients who received stimulation near, but not on, the SCAN target.

    In the SCAN-targeted group, 56% met the study’s response threshold, compared with 22% in the comparison group, a roughly 2.5-fold difference. The work suggests that matching stimulation more precisely to an individual’s SCAN anatomy could improve outcomes, though larger and longer studies are needed.

    What comes next for SCAN targeting?

    The authors caution that the study does not prove SCAN changes cause Parkinson’s, and the non-invasive results are early-stage. They also note that more basic research is needed to map how different SCAN subregions relate to specific symptoms such as gait, tremor, mood and cognition.

    Even so, the findings add momentum to efforts to move neuromodulation earlier in the disease course, when symptoms are still developing and disability is lower. The researchers say future trials will explore additional non-invasive approaches, including surface electrode stimulation and low-intensity focused ultrasound, to influence SCAN activity more precisely.

    The study was published in Nature on Feb. 4 and was supported by funding from U.S. National Institutes of Health programs and major Chinese research grants. The authors also disclosed multiple industry relationships and patent interests related to neuromodulation and targeting tools, which were reported as managed under institutional conflict-of-interest policies.