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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива Прозрачный OLED-дисплей от Samsung 17.06.2015 Компания Samsung Display в рамках мероприятия Retail Asia Expo 2015 в Гонконге представила два новых OLED-дисплея с необычными свойствами - один из них прозрачный, второй зеркальный. Оба дисплея являются первыми в своем роде, выполненными по технологии OLED. Оба дисплея предназначены в первую очередь для коммерческого рынка. Зеркальный дисплей может быть полезен в примерочных магазинов одежды, рассказали в Samsung. По сравнению с существующими зеркальными ЖК-дисплеями новая OLED-панель Samsung обладает на 50% более высоким коэффициентом отражения, более широкий цветовой диапазон (100-процентный охват NTSC против 70%), более высоким контрастом (свыше 100000:1 против 4000:1) и меньшим временем отклика (1 мс против 8 мс). Все эти свойства позволяют выводить более четкое и насыщенное изображение. Кроме того, OLED-дисплей не требует наличия внешнего света для того, чтобы инфорация на нем была хорошо видна, в отличие от аналогичных ЖК-панелей. Прозрачный дисплей, в свою очередь, может найти применение в автосалонах, информационных стендах в гипермаркетах, в учреждениях здравоохранения, отелях и общественном транспорте, считают в компании. По сравнению с существующими аналогами на базе ЖК-технологии прозрачный OLED-дисплей Samsung обладает в 4,5 раза более высокой проницаемостью (45% против 10%). Он также охватывает весь цветовой диапазон NTSC (против приблизительно 70% у прозрачных ЖК-дисплеев), предлагает более высокую четкость изображения и более широкие углы обзора. Разрешение зеркального OLED-дисплея составляет 1920 x 1080 пикселей. Новые дисплеи Samsung планирует поставлять с интегрированной системой Intel RealSense. Представляющее собой аналог Microsoft KInect, она позволяет управлять мультимедийной системой с помощью пространственных жестов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025