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:

Тающие айсберги создают новые оазисы жизни на дне океана 30.06.2026

Глобальное потепление активно меняет облик нашей планеты, и одним из наиболее заметных его проявлений становится ускоренное таяние ледников в полярных регионах. Этот процесс не только приводит к подъему уровня Мирового океана, но и вызывает цепную реакцию в морских экосистемах, порой создавая неожиданные и парадоксальные последствия. Массовое высвобождение айсбергов из Гренландии - яркий пример того, как климатические изменения перестраивают жизнь в самых глубоких и удаленных уголках океана. Из-за повышения температуры количество айсбергов, откалывающихся от гренландских ледников, стремительно растет. Ученые проанализировали данные за последние 40 лет и установили, что с 2000 года поток ледяных глыб через пролив Фрама увеличился в четыре раза. Об этом сообщает Futurism со ссылкой на исследование специалистов из Технического университета Дании. Такое беспрецедентное нашествие айсбергов представляет серьезную опасность для международного судоходства. Одновременно оно радикально тра ...>>

Робот-тьютор Optio, помошник школьника 30.06.2026

Икусственный интеллект и робототехника все активнее помогают учителям и ученикам, делая обучение более персонализированным и увлекательным. Гуманоидные роботы, способные взаимодействовать с людьми естественным образом, открывают новые возможности для школ, особенно в условиях нехватки педагогических кадров и растущего интереса к технологиям. Одна из таких инновационных инициатив стартовала в американском штате Нью-Йорк. Компания Realbotix запустила своего помощника учителя на базе искусственного интеллекта под названием Optio в Центральном школьном округе Саламанки. Робот выступает в роли тьютора, предлагая персонализированное репетиторство, многоязычную помощь с домашними заданиями и круглосуточную академическую поддержку. По данным Interesting Engineering, проект направлен на повышение вовлеченности учащихся и внедрение передовых технологий в учебный процесс. В рамках пилотной программы школы округа планируют интегрировать человекоподобных роботов в классы. Изначально Optio буд ...>>

Биопрепараты повышают питательную ценность органической гречихи 29.06.2026

В органическом земледелии особое внимание уделяется не только урожайности, но и качественному составу продукции. Потребители все чаще выбирают продукты с высоким содержанием полезных веществ и без следов химических веществ. Исследования показывают, что применение биологических препаратов может существенно улучшить минеральный состав зерновых культур, делая их более ценными с точки зрения питания. В результате полевых экспериментов, проведенных в 2023-2025 годах, ученые установили, что использование биопрепаратов способствует активному накоплению макроэлементов, в частности фосфора и калия, в зерне органической гречихи. Об этом сообщила Леся Крупак из Белоцерковского национального аграрного университета в своей работе "Экологичность и производительность". Наиболее заметный эффект наблюдался при применении гумата калия. В этом случае содержание калия в зерне увеличивалось на 19-21 процент по сравнению с контрольными участками. Такой результат свидетельствует об улучшении работы тра ...>>

Натрий-ионные накопители энергии Tener от CATL 29.06.2026

Литий-ионные аккумуляторы сейчас доминируют на рынке, но их производство сталкивается с ограничениями ресурсов и экологическими вызовами. Китайская компания CATL, один из мировых лидеров в области аккумуляторных технологий, представила инновационную альтернативу на основе натрия, которая может существенно расширить возможности хранения энергии. На отраслевом мероприятии в Мюнхене CATL продемонстрировала систему накопления энергии Tener нового поколения. Она построена на натрий-ионных аккумуляторах и отличается выдающимися эксплуатационными характеристиками. По заявлению разработчиков, новая технология сочетает высокую долговечность, безопасность и экономичность, что делает ее перспективной для широкого применения в энергетике. Одним из главных преимуществ Tener стала исключительная долговечность: система рассчитана на срок службы до 30 лет и способна выдерживать до 15 000 циклов заряда-разряда. Для сравнения, большинство современных аналогов выдерживают около 10 000 циклов. Даже ...>>

Орибитальное вино с МКС 28.06.2026

Виноделие всегда было тесно связано с землей, климатом и традициями, но современная наука все чаще выводит его на новый уровень - в буквальном смысле за пределы нашей планеты. Исследователи ищут способы адаптировать сельское хозяйство к условиям космоса, чтобы обеспечить будущие миссии продовольствием и изучить влияние экстремальной среды на биологические процессы. Один из таких амбициозных проектов реализуется в США и обещает в перспективе появление первого вина из винограда, побывавшего на орбите. Ученые из Техасского университета A&M отправили на Международную космическую станцию сотни семян винограда. После шести месяцев воздействия космической радиации семена вернутся на Землю, будут высажены и через несколько лет могут дать первый урожай для производства "космического вина". Проект представляет собой уникальное сочетание астронавтики, биологии и виноградарства. Идея эксперимента возникла как дипломная работа двух студентов-старшекурсников кафедры аэрокосмической инженер ...>>

Случайная новость из Архива Простой метод получения черного кремния для солнечных панелей 14.07.2014 Ученые из Университета Райс в Хьюстоне (США, штат Техас) разработали доступный метод получения черного кремния. Преимущество черного кремния заключается в том, что он может улавливать значительное количество солнечного света. Материал, полученный учеными, практически не отражает свет. Это свойство достигается за счет применения очень маленьких наноигл при обработке поверхности пластины. Такие иглы должны имеет размеры меньше, чем длина волны света, который попадает в результате в ловушку. Подобные поверхностные структуры поглощают солнечный свет с высокой эффективностью независимо от угла облучения и длины световой волны. В этом состоит отличие от стратегий уменьшения потерь на отражении, применявшихся ранее, - говорит химик из университета Райса и руководитель проекта Эндрю Барон. До настоящего момента для производства черных кремниевых пластин требовалось достаточно много времени. Техасские исследователи смогли сократить весь процесс до одного шага. Они берут смесь фторида водорода, нитрата меди, фосфорной кислоты и воды. После нанесения такой смеси на пластину из кристаллического кремния фосфорная кислота преобразует ионы меди в наночастицы, которые окисляют кремний и выжигают при участии фторида водорода обратную пирамидальную структуру на поверхности пластины. Проводя эксперименты с этим процессом, ученые получили нанопоры размером меньше, чем 590 нм. Они позволяют "поймать" 99% света.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026