Что умеет новая нейросеть, разработанная в России — вы будете удивлены
Скорость и точность — ключевые факторы в разработке медицинских имплантатов. Раньше для анализа снимков клеток учёным приходилось тратить часы на ручную обработку. Теперь всё меняется.
Исследователи из Санкт-Петербургского Университета ИТМО создали интеллектуальный инструмент, который сам извлекает важнейшую информацию из микроскопических изображений всего за несколько минут. Он определяет:
- Количество клеток.
- Их плотность.
- Площадь.
- Форму.
- Положение ядра.
- Симметричность и упорядоченность структуры.
Сначала снимок проходит через нейросеть, обученную на сегментации клеток, а затем в дело вступает программа, разработанная командой ИТМО.
"Раньше приходилось выгружать снимки, открывать их в другой программе и вручную считать показатели. Сейчас всё это делает одна система", — говорит Павел Зун, доцент научно-образовательного центра инфохимии.
Почему это важно
Понимание того, как клетки взаимодействуют с биоматериалами, необходимо для создания эффективных имплантатов, заживляющих покрытий и систем доставки лекарств. Учёные анализируют снимки культур клеток, чтобы предсказать их поведение внутри организма.
От Cellpose к полной автоматизации
В 2020 году американские исследователи разработали нейросеть Cellpose, которая научилась находить границы клеток на изображениях. Это ускорило исследования, но сбор статистических данных всё равно приходилось делать вручную.
Алгоритм, созданный в ИТМО, автоматизирует и этот этап. Причём полностью — от распознавания до вычислений. И самое важное — инструмент опубликован в открытом доступе, что даёт возможность использовать его другим исследовательским группам.
Как это применяют сейчас
Разработка уже применяется для анализа биоразлагаемых полимеров из группы полигидроксиалканоатов. Учёные выясняют, какие из них лучше всего поддерживают жизнеспособность клеток и стимулируют их деление. Эти данные помогут выбрать идеальные материалы для будущих медицинских изделий.
Уточнения
Нейро́нная сеть (также иску́сственная нейро́нная сеть, ИНС, или просто нейросе́ть) — математическая модель, а также её программное или аппаратное воплощение, построенная по принципу организации нервных сетей (биологических нейронных сетей) — сетей нервных клеток (нейронов) живого организма.