Исследователи из MIT разработали модель глубокого обучения, способную предсказывать, как будут развиваться клетки эмбриона плодовой мухи. Эта технология может найти применение в изучении более сложных тканей и органов.
Как работает модель
Новая модель предсказывает, как клетки эмбриона будут складываться, делиться и перемещаться на ранних стадиях развития. Она учитывает геометрические свойства клеток, такие как их положение и контакты с соседними клетками.
Ученые использовали видеозаписи развития эмбрионов плодовых мух, чтобы обучить модель. На основе этих данных модель смогла с 90-процентной точностью предсказать изменения, происходящие в течение первого часа развития эмбриона.
Потенциальные применения
Разработанная технология может быть применена для изучения развития клеток у других видов, таких как зебры и мыши. Это позволит выявить общие закономерности, а также поможет в ранней диагностике заболеваний, таких как астма и рак.
К примеру, ткани легких у людей с астмой значительно отличаются от здоровых. Модель поможет понять, как развивается ткань, склонная к астме, и выявить динамические отличия в клетках.
Будущее исследования
Ученые планируют применить модель для изучения более сложных многоклеточных систем и даже некоторых человеческих тканей. Однако пока ограничением является доступность качественных видеоданных с высоким разрешением.
Эта работа частично поддерживается Национальными институтами здравоохранения США и открывает новые горизонты в области искусственного интеллекта и биологии.