發(fā)布日期：2018-05-15

　　人體細胞究竟是如何與疾病作斗爭的呢？這一直是科學(xué)家們在探索的問題之一。隨著醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，醫(yī)生已經(jīng)可以使用顯微鏡、X光等多種手段，來查看人體細胞的狀態(tài)。然而，這些手段能夠提供的信息仍然很有限。同時，在醫(yī)生進行觀察之前，細胞的原有形態(tài)也有可能因為基因改變、特殊染料或強光等因素而發(fā)生變化。對于個體細胞來講，其觀察難度將會更高。

　　因此，為了更全面地了解每個細胞應(yīng)對疾病的完整過程，來自Allen Institute的研究人員近日使用人工智能，創(chuàng)建了人類細胞的第一個完整的3D模型，展示了細胞內(nèi)的不同部分和結(jié)構(gòu)是如何運作的。Allen Institute是一家位于美國西雅圖的著名生物科學(xué)研究所，創(chuàng)始人Paul Allen也是微軟公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一。

AI生成誘導(dǎo)性功能干細胞3D模型的原理示意圖（圖片來源：Allen Institute官網(wǎng)）

　　該模型全方位展示了人類體內(nèi)的典型誘導(dǎo)性多能干細胞（hiPSCs）的外觀和結(jié)構(gòu)。為了訓(xùn)練能夠創(chuàng)建這一模型的人工智能，研究人員對數(shù)千個細胞進行了掃描，獲取了這些細胞的詳細信息和數(shù)據(jù)。

　　在這些信息的基礎(chǔ)上，AI生成了一個細胞模型，可以預(yù)測細胞內(nèi)每個細胞器的可能位置，以及如何與細胞的其余部分相匹配。同時，研究人員還利用人工智能創(chuàng)建了一個概率模型，在提供了細胞大小、形狀和細胞核位置的情況下，這個概率模型可以模擬出細胞中細胞器的位置。

由AI生成的細胞3D模型圖像（圖片來源：Allen Institute官網(wǎng)截圖）

　　對于醫(yī)生和科學(xué)家而言，這個新創(chuàng)建的模型應(yīng)用非常廣泛，因為它可以近距離展示癌癥和其他疾病對個體細胞的影響。通過向AI提供癌細胞的數(shù)據(jù)和圖像，研究人員可以更全面地了解細胞及其各個組成部分是如何受到癌癥影響的，這一研究結(jié)果可以讓醫(yī)生幫助每個患者量身定制其疾病的治療方案。

　　研究人員的下一步目標，是努力擁有一個更加龐大的數(shù)據(jù)庫，從而獲得更多的細胞信息，創(chuàng)建更加完整的AI模型。研究人員表示，這一人工智能的新應(yīng)用有望在未來解決癌癥和阿茲海默病等更加復(fù)雜的醫(yī)學(xué)謎團。

來源：藥明康德AI