Nová AI dokáže rozpoznať rakovinu a ďalšie závažné choroby oveľa skôr než lekári
Výskumníci predstavili AI model AINU, ktorý dokáže odhaliť aj závažné ochorenia oveľa skôr, ako túto šancu dostane lekár.
Výskumníci z Centre for Genomic Regulation v spolupráci s ďalšími vedeckými inštitúciami a univerzitami, vo svojej práci predstavili umelú inteligenciu, ktorá dokáže rozoznať rakovinové bunky od normálnych buniek. Tento AI model zároveň dokáže odhaliť ranné štádium virálnej infekcie v bunkách.
Umelá inteligencia má potenciál vydláždiť cestu k lepším diagnostickým metódam alebo monitorovaniu priebehu ochorení. Nový AI model sa nazýva AINU (AI for NUcleus). Funguje tak, že skenuje zábery buniek s vysokým rozlíšením. Tieto zábery výskumníci získavajú vďaka špeciálnej technike mikroskopie, ktorá sa nazýva STORM. Táto metóda dokáže vytvoriť obrázky s množstvom drobných detailov a odhaľujú rôzne štruktúry na nanoškále.
AI model AINU dokáže zachytiť štruktúry vo vnúti buniek, ktoré majú veľkosť len 20 nanometrov. Pre porovnanie, ľudský vlas má šírku 100-tisíc nanometrov. Ide o štruktúry, ktoré sú príliš malé a jemné na to, aby ich dokázali pozorovať ľudia pomocou tradične využívaných metód.
“Rozlíšenie obrázkov je natoľko veľké, že umelá inteligencia dokáže rozpoznať špecifické vzorce a rozdiely s pozoruhodnou presnosťou. AI model AINU dokázal zistiť aj rozdiely v tom, ako je DNA usporiadaná vo vnútri buniek. To nám dáva možnosť spozorovať zmeny hneď ako sa objavia,” vysvetľuje Pia Cosma, jedna z autorov štúdie.
Nové metódy liečby
Vedci dúfajú, že jedného dňa bude technológia natoľko silná, že lekári dostanú nové možnosti, vďaka ktorým dokážu presnejšie monitorovať priebeh ochorení, prispôsobiť liečbu alebo zlepšiť prognózy pacientov.
AINU je konvolučná neurónová sieť. Ide o typ umelej inteligencie, ktorú vedci špecificky navrhli na to, aby analyzovala vizuálne dáta, napríklad obrázky. Konvolučné AI prinášajú nástroje, ktoré umožňujú užívateľom odomknúť smartfóny svojou tvárou. Iné modely zas umožňujú autonómnym vozidlám vidieť prostredie okolo seba a rozpoznať rôzne objekty na ceste.
Neprehliadni
V medicíne sa využíva konvolučná neurónová sieť na analyzovanie lekárskych obrazov, napríkla mammogramu alebo CT. Autori štúdie veria, že AINU by mohli využiť na rozpoznanie známok rakoviny, ktoré sú ešte neviditeľné pre ľudské oko. Lekári by mohli spozorovať s pomocou umelej inteligencie abnormality na röntgenových alebo MRI záberoch a vďaka nim poskytnúť pacientovi rýchlejšiu diagnózu a lepšie možnosti liečby.
Rakovinové bunky sa totiž vyznačujú špecifickými zmenami v jadrovej štruktúre, ak ich porovnáme s normálnymi bunkami. Rakovinové bunky sa líšia napríklad organizáciou DNA alebo distribúciou enzýmov v jadre bunky. Keď vedci natrénovali umelú inteligenciu AINU, tá dokázala na obrázkoch bunkových jadier rozlíšiť bunku ako rakovinovú alebo normálnu.
V rámci ďalších praktických testov dokázala umelá inteligencia odhaliť zmeny v jadre bunky len hodinu po tom, ako ju vedci nakazili vírusom herpes simplex. AI dokázala správne odhaliť prítomnosť vírusu na základe toho, ako nahusto je DNA uložená v jadre bunky. Tieto zmeny sa objavujú, keď začína vírus meniť štruktúru jadra bunky.
“Naša nová metóda dokáže odhaliť bunky infikované vírusom krátko na to, ako sa infekcia začína. Doktorom spravidla trvá nejaký čas, kým infekciu odhalia, pretože dokážu vidieť len väčšie zmeny v tele. S umelou inteligenciou AINU ale dokážeme odhaliť drobné zmeny v jadre bunky prakticky okamžite,” tvrdí Ignacio Arganda-Carreras, spolautor výskumu.
Klinické testy musia ešte počkať
Vedci môžu umelú inteligenciu využiť na to, aby skúmali ako vírusy ovplyvňujú bunky takmer okamžite, ako vstúpia do tela. V budúcnosti môže umelá inteligencia pomôcť odhaliť infekciu z obyčajnej vzorky krvi alebo tkaniva. Autori výskumu zároveň musia vyriešiť ešte niekoľko problémov, aby mohli umelú inteligenciu otestovať v klinickom prostredí.
Jedným problémom je napríklad to, že metóda STORM funguje len so špeciálnym vybavením, ktoré majú len biomedické laboratóriá. Zaviesť tento prístroj aj do nemocníc si vyžaduje obrovskú investíciu a náročné trénovanie personálu.
Komentáre