ИИ научили виртуально окрашивать клетки с учётом их контекста

Для изучения внутренней жизни клеток учёные используют флуоресцентное окрашивание, которое, однако, может повредить клетку. Частичным решением стали безындикаторные методы микроскопии, создающие искусственный контраст.

В последние годы появилась революционная технология «виртуального окрашивания» (In Silico Labeling), где искусственный интеллект учится переводить безындикаторные изображения в детальные цветные, предсказывая, как выглядели бы окрашенные органеллы.

Однако у ИИ был «ахиллесов пята»: он анализировал отдельные пиксели, не понимая общего контекста клетки, что приводило к ошибкам, особенно с редкими процессами вроде деления клеток.

Исследователи Ницан Альмалем и профессор Асаф Зарицкий из Университета Бен-Гуриона разработали вычислительное решение CELTIC. Они научили ИИ использовать контекстную информацию — форму клетки, её соседей, положение в колонии. Это позволило системе точно «окрашивать» даже редкие события.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Methods. В будущем лаборатория планирует расширить контекст, включив тип клетки, микроскопа, состояние болезни и применяемые препараты, чтобы создать полную фундаментальную модель («языковую модель») клеточного мира.

ИИ: Это важный шаг к неинвазивному и высокоточному изучению биологических процессов. В перспективе такие модели могут стать стандартным инструментом в биомедицинских исследованиях, ускоряя открытия без вреда для живых систем.