AI 能看清你每一個細胞 它可能就是醫學界的「鷹眼」作者 愛範兒AI 正在製作一本人類細胞的百科全書。我們對人類細胞的結構瞭解 AI 能看清你每一個細胞，它可能就是醫學界的「鷹眼」 - 趣味新聞網

發表日期 2018-05-18T23:22:37+08:00

     AI 能看清你每一個細胞，它可能就是醫學界的「鷹眼」
作者 愛範兒



AI 正在製作一本人類細胞的百科全書。

我們對人類細胞的結構瞭解，大部分來自生物課本：細胞膜裏包著圓圓的細胞核，旁邊散落著中心體、粒綫體、溶體等。

但科學傢錶示，細胞結構根本不是這麼簡單。

它的構成遠比顯微鏡下的紫色洋蔥復雜，每個部分彼此之間都有著聯係。弄清楚這一切，對醫生診斷及疾病機製研究非常有好處。

50 個來自細胞科學研究中心 Allen Institute 的細胞生物學傢、顯微專傢和電腦工程師，最近公布瞭人類細胞研究工具 Allen Integrated Cell。



過去兩年裏，科學傢用基因工程改造細胞樣本，用螢光標記它們的內部結構（比如粒綫體）。隨後他們將超過 6,000 張發光細胞的照片供給人工智慧演算法學習，建立齣 3D 模型。

現在，除瞭資料庫內的 3.2 萬個細胞種類構成清晰可見，這個智慧工具還可以預測一個未知細胞的內部運作。



這個細胞工具專注於人體乾細胞。

Allen Institute 的科學傢 Greg Johnson 認為，瞭解健康細胞的內部運作對癌癥的發現和治療非常有用。這意味著醫生可從癌細胞「迴到過去」，觀察比較細胞發生瞭什麼變化。

Allen Institute 所長 Rick Horwitz 也認為，細胞的演變過程比靜態形態更重要。

即使你知道所有球員的統計資料，但從未看過比賽，你也無法預測足球比賽的結果。

他錶示，這個工具可能會意外加速乾細胞研究、癌癥研究和藥物開發。

光學顯微鏡是最傳統的細胞觀察方法。雖然成本低也操作簡單，但結果往往讓人沮喪。你能看到黑白清晰的輪廓，裏麵有很多小物體四處移動，做著各種神祕的事。但你沒法知道它在做什麼，細節的缺失讓人一知半解。

而基因改變、特殊染料或強光照射等技術往往會改變或損害細胞本身，不利長時間觀察。而且，這些技術還仰賴昂貴的設備，在一些實驗室難以達成。

這些都是必須收集圖像，讓人工智慧建立 3D 模型的原因所在。


▲ Allen Integrated Cell 查看頁麵。

現在用 Allen Integrated Cell，你隻需要提供一張顯微鏡下的細胞圖，人工智慧就能還原它的內部組成。這種方式不會丟失細節，也不至於讓成本高得嚇人。

負責化驗研發團隊的 Susanne Rafelski 說：

就像你隻有一些車輪照，它也能從有限的資訊預測汽車的品牌和型號。

當隻有模糊描述時，隻要提供 Allen Integrated Cell 細胞大小、形狀和細胞核的位置，人工智慧也可以提齣幾個不同方案，嘗試猜測還原整個細胞的結構和形態。


▲ Allen Integrated Cell 人工智慧的兩種模式，一種根據圖像還原，另一種則是模糊猜測。

Fred Hutchinson 癌癥研究中心的研究員 Roger Brent 已經試用瞭幾個月。在他看來，這個工具對全世界的研究人員都有幫助，包括在不太富裕的地區。

Allen Institute 科學傢錶示，未來他們將隨著乾細胞的成長過程來擴展研究對象，比如心肌細胞和腎髒細胞。他們相信，這能進一步幫助生物學傢和醫生理解某些疾病的發展。

Brent 對這個工具的未來非常有信心。他認為 10 年後，手機將變得夠強大可承載這個工具。這可能意味著，即使在發展中國傢，一個小小的實驗室也可以從癌癥細胞內部來判斷病情，選擇最佳的治療方法。

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