Изображение сгенерировано нейросетью ChatGPT
Специалисты Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии разработали инструмент на основе искусственного интеллекта, который кардинально ускоряет обработку электронно-микроскопических снимков при изучении меланомы. Новая разработка, как сообщает официальное издание СО РАН «Наука в Сибири», сокращает время анализа одного изображения с получаса до двух минут, что эквивалентно десяти- или пятнадцатикратному приросту производительности. Это открывает новые возможности для поиска слабых мест злокачественных клеток и создания более эффективных противораковых препаратов.
В фокусе внимания исследователей оказались два ключевых внутриклеточных компонента — митохондрии, отвечающие за выработку энергии, и эндоплазматический ретикулум, служащий депо для ионов кальция. Их тесное взаимодействие играет критическую роль в клеточной сигнализации, и нарушение этой связи, как пояснила старший научный сотрудник НИИКЭЛ Юлия Таскаева, лишает опухолевые клетки способности получать сигналы к апоптозу — запрограммированной гибели. Именно участки соприкосновения этих структур ученые рассматривают как наиболее перспективную мишень для будущих терапевтических стратегий, воздействуя на которые можно остановить неконтролируемое размножение раковых клеток.
Традиционно исследование этих контактов в опухолевых тканях проводится с помощью электронной микроскопии, однако ручная расшифровка сотен микрофотографий занимала у ученых недели и даже месяцы кропотливого труда. Для преодоления этого барьера была разработана нейросеть, способная автономно распознавать на снимках митохондрии и эндоплазматический ретикулум, а затем автоматически определять зоны их соприкосновения и вычислять ключевые морфометрические параметры, включая количество контактов и их протяженность. Для удобства пользователей создан веб-сервис: достаточно загрузить изображение, и система мгновенно выдает готовую таблицу с расчетами, избавляя исследователей от рутинной работы по подсчету структур.
Обучение алгоритма проводилось на сотнях электронно-микроскопических изображений клеток мышиной меланомы. Этот тип опухоли был выбран не случайно, а потому что он давно служит стандартной моделью в лабораторных экспериментах, что позволило быстро накопить обширную базу примеров для тренировки нейросети. Как рассказал старший научный сотрудник ИЦиГ СО РАН Михаил Генаев, в основе разработки лежат передовые методы компьютерного зрения, однако процесс обучения столкнулся с серьезными трудностями: снимки, полученные с электронного микроскопа, часто страдают от дефектов, артефактов и размытых границ, что осложняет автоматическое распознавание объектов. Тем не менее, авторам удалось добиться стабильной работы алгоритма.
На данный момент модель адаптирована исключительно для меланомы, однако в планах исследователей — расширить ее применение на другие типы опухолей, а также адаптировать для анализа биопсийного материала человека. В перспективе это позволит использовать нейросеть не только в фундаментальной науке, но и в клинической практике для быстрой оценки тканей пациентов. Результаты работы были опубликованы в международном рецензируемом журнале Journal of Imaging, что подтверждает признание разработки мировым научным сообществом.
Глава Российского фонда прямых инвестиций и спецпредставитель президента РФ по инвестиционно-экономическому сотрудничеству с зарубежными странами Кирилл Дмитриев предположил, что американские партнеры могли оказать содействие антикоррупционным органам Украины в выборе кодового…
Масштабное ретроспективное исследование, охватившее десятилетний период, показало, что несмотря на частые жалобы пациентов с гипертонической болезнью на ухудшение состояния во время сильных геомагнитных возмущений, объективного роста числа обращений за неотложной…
Бывший депутат Верховной Рады Никита Потураев заявил, что работу украинского парламента необходимо перенести в более безопасное место из-за ударов Вооруженных сил России. Об этом сообщает Telegram-канал «Инсайдер.UA». «Ситуация с обстрелами…
Специалисты Национального исследовательского университета «МЭИ» разработали и внедрили методику длительной консервации трубопроводов теплоснабжения на период между отопительными сезонами. Как сообщили в пресс-службе вуза, новая технология позволяет создать на внутренних стенках…
Исследовательский коллектив под руководством сотрудников Казанского федерального университета разработал математическую модель, позволяющую прогнозировать изменения химического состава тяжелой нефти при ее обработке смесью горячего водяного пара и углекислого газа. Как сообщила…
В течение последних нескольких суток в различных регионах России зафиксированы множественные случаи нападения медведей на людей. В результате инцидентов одна молодая женщина погибла, один мужчина был доставлен в больницу в…