Искусственный интеллект смог визуально идентифицировать клетки без изображений

Команда, состоящая из основателей научного стартапа и академических исследователей Токийского университета, изобрела новую систему распознаваний и сортировки клеток, названную Призрачной Цитометрией (Ghost Cytometry). В ее основе лежит искусственных интеллект, способный идентифицировать структуры с беспрецедентной скоростью.

Авторы надеются, что их система будет использоваться для выявления и сортировки раковых клеток, циркулирующих в крови пациента, ускорения разработки препаратов и повышения качества лечения, сообщает sciencedaily.com.

Результаты проекта описаны в журнале Science.

«Ghost Cytometry поможет исследователям, которым нужно классифицировать клетки в лаборатории, а также медикам и пациентам, нуждающимся в быстрой и точной изоляции и анализе образцов», — сказал Садао Ота из Токийского университета.

Исследователи показали, что система может сортировать минимум два типа клеток со схожим размером и структурой. Скорость идентификации превышает 10 000 клеток в секунду, разделения на соответствующие группы – несколько тысяч единиц в секунду. Существующие методики не могут различить структуры с такими схожими свойствами. Специалисты, использующие микроскопы, обычно сортируют менее 10 клеток в секунду с худшей точностью.

Название отражает принцип работы технологии. Система анализирует минимальные данные о световой волне без превращения любой их части в картинку. Существующие методы основаны на изображениях с микроскопа, которые затем классифицируются программой или человеком. Такой подход сильно замедляет работу.

В Ghost Cytometry клетки по одной проходят через узкий канал под однопиксельной камерой, улавливающей излучаемые ими волны флуоресцентного света. Полученные данные система может интерпретировать без превращения в полноценные изображения. Для этого к камере подключена схема с алгоритмами машинного обучения. Программа запоминает уникальные свойства световых волн каждого типа клеток и идентифицирует из за 10 мс. Затем схема посылает электрический сигнал, отправляющий образец по нужному каналу для сортировки. Камера собирает достаточно информации для цифрового воссоздания стандартных, двумерных изображений клеток. Ученые могут использовать их для дополнительных анализов. Авторы планируют вывести бета-версию продукта на рынок в 2019-м.