Ученые из MIT разработали модель глубокого обучения, которая может предсказывать, как клетки плодовых мух меняются в процессе их раннего развития. Эта технология может помочь в изучении более сложных тканей и органов, а также в раннем выявлении признаков заболеваний.
Предсказание развития клеток
Команда инженеров из MIT использовала новую модель, чтобы предсказать, как клетки плодовых мух будут складываться, делиться и перестраиваться в течение первых минут их развития. Этот процесс начинается с группы из примерно 5000 клеток и через час превращается в более сложные структуры. Модель может с точностью до 90% предсказать изменения, происходящие с клетками в течение этого времени.
Зачем это нужно?
Понимание того, как клетки изменяются в процессе развития, может помочь ученым выявлять ранние стадии заболеваний, таких как астма и рак. Например, ткани легких у людей с астмой выглядят иначе, чем у здоровых людей. Новая модель может помочь понять, как развиваются эти тканевые различия.
Технологический подход
Исследователи использовали двойную графовую структуру, чтобы моделировать эмбрион как движущиеся точки и пузыри. Это позволяет более точно описывать геометрические свойства клеток, такие как положение ядра клетки и контакты с соседними клетками.
Перспективы применения
Ученые планируют использовать эту модель для изучения других видов, таких как рыбки данио и мыши. Это может помочь выявить общие закономерности в клеточном развитии у разных видов. Однако для дальнейших исследований требуется качественное видео данных, что является основным ограничением на данный момент.
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения США и опубликована в журнале Nature Methods.
