Ускорение анализа клеточных структур

26.02.2025

Международная группа ученых под руководством Геттингенского университета разработала инновационную технологию, которая значительно ускоряет и упрощает анализ микроскопических изображений. Эта разработка открывает новые горизонты в изучении клеточных структур и имеет огромный потенциал для биологических исследований и медицинской диагностики.

Центральным элементом этой технологии является автоматическая сегментация - процесс, который позволяет идентифицировать и разделять клеточные структуры на микроскопических изображениях. Этот метод играет ключевую роль в понимании сложных биологических процессов, анализе реакции клеток на лекарства и сравнении клеточных структур в различных генотипах.

Ранее автоматическая сегментация была возможна, но сталкивалась с серьезными ограничениями. Существующие методы были узкоспециализированными и требовали значительных ресурсов для адаптации к новым условиям. Геттингенские ученые предложили новаторский подход, основанный на переобучении существующего программного обеспечения Segment Anything (SAM).

Для обучения новой модели, получившей название Segment Anything for Microscopy (SAM), исследователи использовали обширную базу данных, включающую более 17 000 микроскопических изображений и более 2 миллионов вручную аннотированных клеточных структур. Этот подход позволил создать алгоритм, который демонстрирует высокую точность сегментации изображений тканей и клеток в широком диапазоне настроек.

Для упрощения доступа к новой технологии было разработано специальное программное обеспечение SAM, которое позволяет исследователям и врачам легко и быстро анализировать микроскопические изображения. Этот инструмент устраняет необходимость в ручной разметке структур и обучении специализированных моделей ИИ для каждой конкретной задачи.

Процесс адаптации программного обеспечения к микроскопии был тщательно спланирован и выполнен в несколько этапов. Сначала ученые оценили потенциал модели на большом наборе данных из открытых источников. Затем они переобучили алгоритм на специализированном наборе данных по микроскопии, что позволило значительно улучшить производительность модели при сегментации клеток, ядер и органелл.

Программное обеспечение SAM уже нашло широкое применение в различных областях науки и медицины. Например, оно используется для анализа нервных клеток уха в рамках проекта по восстановлению слуха, а также для сегментации искусственных опухолевых клеток в исследованиях рака. Кроме того, инструмент применяется для анализа изображений вулканических пород, полученных с помощью электронной микроскопии.

По словам младшего профессора Константина Папе из Института компьютерных наук Геттингенского университета, технология SAM позволяет автоматизировать задачи, которые раньше требовали недель кропотливой ручной работы, всего за несколько часов. "Модель может сегментировать любую биологическую структуру всего несколькими щелчками мыши, а затем ее можно усовершенствовать для автоматизации более сложных задач", - подчеркивает профессор Папе.

<< Назад: Размер зрачков меняется в соответствии с дыханием 26.02.2025

>> Вперед: Рекорд бурения для революции в геотермальной энергетике 25.02.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Происхождение изображений ИИ становится все труднее установить 06.09.2026

Генеративный искусственный интеллект способен создавать изображения, в которых угадываются особенности определенных художественных стилей, однако установить источник конкретного визуального элемента оказывается значительно сложнее. Исследование специалистов лаборатории MIT CSAIL показывает, что по мере увеличения обучающего набора данных надежно определить, какое именно изображение повлияло на результат работы модели, становится практически невозможно. Чтобы изучить эту проблему, исследователи создали около двух десятков собственных диффузионных моделей и обучили их на наборах, содержащих от нескольких сотен до сотен тысяч изображений. В экспериментах использовались фотографии лиц, а также произведения различных художников. Независимо от размера и состава наборов данных ученые наблюдали одну закономерность: чем больше изображений использовалось для обучения, тем труднее становилось определить вклад отдельной работы в последующий результат. Это явление авторы назвали "утратой атрибуц ...>>

Часы Casio G-Shock GBX-H5600KI-5 06.09.2026

Casio представила новую модель часов G-Shock GBX-H5600KI-5, которая сочетает характерную для серии механическую прочность с возможностями, свойственными современным спортивным часам. Новинка создана на базе G-LIDE GBX-H5600 в сотрудничестве с профессиональным серфером Каноа Игараси. Часы оснащены оптическим датчиком сердечного ритма и акселерометром, а обработку собранных данных обеспечивают алгоритмы Polar. Благодаря этому устройство способно оценивать тренировочную нагрузку, восстановление во время сна и другие спортивные показатели. Кроме того, часы определяют уровень насыщения крови кислородом, хотя Casio отдельно подчеркивает, что данная функция не предназначена для медицинской диагностики. Важной особенностью GBX-H5600KI-5 остается продолжительное время автономной работы. При активном использовании пульсометра и спортивных функций часы способны работать около 35 часов, тогда как в обычном режиме без постоянного измерения пульса этот показатель достигает примерно одного меся ...>>

Краски из природных кристаллов дают яркий цвет без токсичных пигментов 05.09.2026

Яркие цвета окружают человека повсюду - от лакокрасочных покрытий и тканей до косметики и декоративных материалов. Однако многие привычные красители постепенно разрушаются под воздействием солнечного света, из-за чего поверхность теряет первоначальную насыщенность. Кроме того, некоторые синтетические пигменты содержат токсичные соединения и тяжелые металлы. Исследователи Северо-Восточного университета предложили альтернативный подход, вдохновленный природой, где насыщенные и устойчивые цвета формируются не за счет химических красителей, а благодаря микроскопической структуре материала. Именно такой механизм отвечает за характерное сияние опалов, переливы павлиньих перьев и яркие оттенки крыльев некоторых бабочек. В данном случае цвет возникает не потому, что вещество поглощает определенные длины волн света, а благодаря взаимодействию света с особым расположением мельчайших кристаллов. Они преломляют и отражают свет, вызывая интерференционные эффекты, в результате чего формируются на ...>>

Адаптивный полупроводник программируется светом 05.09.2026

Традиционный подход к развизвитю электроники имеет естественные ограничения: уменьшение размеров элементов становится сложнее, а их характеристики после изготовления практически невозможно изменить. Исследователи инженерного факультета Принстонского университета предложили иной путь. Вместо дальнейшего миниатюризирования существующих компонентов они разработали сверхтонкий полупроводниковый материал, способный менять свои свойства под воздействием света. Новый материал имеет толщину всего в несколько молекул, но при этом обладает необычной способностью многократно перестраивать свои электрофизические характеристики. Обычные полупроводники, применяемые в компьютерах и бытовой электронике, в основном получают заданные свойства еще на этапе производства и затем реагируют на поступающие электрические сигналы. Разработка специалистов из Принстона ведет себя иначе: ее параметры можно изменять уже после изготовления устройства. Секрет такой адаптивности заключается в сочетании сверхтонк ...>>

Нанопокрытие может помочь сохранить воду в озерах и водохранилищах 04.09.2026

Испарение представляет собой одну из наиболее заметных причин потери запасов пресной воды, особенно в регионах с жарким и сухим климатом. По мере повышения температуры эта проблема становится еще более актуальной: вода из озер, дамб и искусственных водохранилищ быстрее переходит в атмосферу, сокращая объем ресурсов, доступных для населения, сельского хозяйства и промышленности. Один из возможных способов замедлить этот процесс предложил физик Даниэль Кваси Кпегло, недавно получивший степень PhD по физике. Разработанная им концепция предполагает использование очень тонкого плавучего покрытия из наноматериала. Предполагается, что такой слой будет располагаться непосредственно на поверхности воды и выполнять роль своеобразного защитного "одеяла". Его задача заключается в ограничении количества инфракрасного теплового излучения Солнца, достигающего поверхности водоема, благодаря чему вода должна нагреваться медленнее и испаряться в меньшем объеме. Проблема, которую пытается решить ис ...>>

Случайная новость из Архива Модернизированный 32-нм процессор от Intel 27.02.2013 На выставке Mobile World Congress корпорация Intel представила модернизированный 32-нм процессор для смартфонов в качестве демонстрации своих усилий в качестве поставщика мобильных процессоров. Компания также организовала обсуждение 22-нм мобильного процессора Merrifield, который выйдет позднее в этом году. Со времени своего появления на Mobile World Congress (MWC) год назад Intel достигла прогресса: ведь тогда было представлено ни одной модели смартфона на базе процессора Atom. Но компьютерный гигант все еще играет в догонялки в сегменте, где доминируют системы на кристалле на базе ARM от Qualcomm, Nvidia и многих других. Поставляемый сейчас Clover Trail+ от Intel демонстрирует в три раза лучшую графику по сравнению с существующей платформой для смартфонов Medfield на базе Atom благодаря использованию двухядерной графики SGX 544MP2 от Imagination Technologies, заявили в компании. Двухядерный двухпотоковый процессор Atom разгоняется до 2 ГГц и может декодировать видео с разрешением 1080p и частотой 30 кадров/с. Clover Trail+ обеспечивает работу смартфона Lenovo's IdeaPhone K900, который скоро станет доступным в продаже за пределами Китая, заявила представитель Intel. Десять моделей телефонов на платформе Medfield от Intel сейчас продаются в 20 странах, преимущественно на развивающихся рынках. К тому же Intel откроет информацию об Acer, Asus и OEM-производителях в Индии и Африке, использующих платформу Lexington для смартфонов начального уровня. Позднее в этом году Intel представит новое ядро Atom, которое должно стать первым мобильным решением с поддержкой внеочередного исполнения команд (out-of-order execution) для повышения производительности. Ядро появится в числе других 22-нм систем-на-кристалле, включая Merrifield для смартфонов и четырехядерный процессор Bay Trail для планшетов. В конце прошлого года Intel выпустила 1,8-ГГц двухпотоковую версию Clover Trail для планшетов и показала прототипы продуктов от восьми крупнейших OEM-производителей, в которых преимущественно используется Windows 8. Intel ускоряет свою работу над Android-решениями для Atom, как для планшетов, так и для смартфонов. Группа беспроводных технологий гиганта "x86", ранее бывшая частью Infineon, до июня начнет поставлять свои первые процессоры для голоса и данных с поддержкой нескольких режимов LTE, заявила представитель Intel. Пока что она поставляет только однорежимные устройства передачи данных.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026