نظام الرؤية الحاسوبية يanalyzes الخلايا تلقائيًا

تم تطوير نظام رؤية حاسوبية جديد من قبل باحثين في جامعة كارلوس الثالث في مدريد (UC3M) لتحليل الفيديوهات البيولوجية التي يتم تسجيلها بواسطة المجهر. ويصف النظام سلوك الخلايا في الصور.

تم استخدام التقنية الجديدة في Measurements على الأنسجة الحية، والتي قام بها علماء في المركز الوطني للبحوث القلبية. من خلال هذه الدراسة، اكتشف الفريق أن الخلايا العدلة، وهي نوع من الخلايا المناعية، تظهر سلوكيات مختلفة في الدم خلال العمليات الالتهابية. بالإضافة إلى ذلك، وجدوا أن أحد هذه العمليات يرتبط بأمراض القلب.

نشرت الدراسة في مجلة نيتشر.

يسمح بطرق علاجية جديدة

قد تتيح هذه التطورات طرقًا علاجية جديدة لتقليل تأثير النوبات القلبية.

الأستاذ فرناندو دياز دي ماريا هو رئيس مجموعة معالجة الوسائط المتعددة في UC3M وواحد من مؤلفي البحث.

“مساهمتنا تتكون من تصميم وتطوير نظام كامل تلقائي، يستند إلى تقنيات الرؤية الحاسوبية، مما يسمح لنا بتحليل الخلايا قيد الدراسة من خلال تحليل الفيديوهات التي يتم تسجيلها بواسطة الأحيائيين باستخدام تقنية المجهر الحياتي،” يقول ماريا.

في حين أن الدراسات البيولوجية التقليدية غالبًا ما تدعمها تحليلات لمئات الخلايا التي تم تحديدها يدوياً، فإن الدراسة الجديدة تضمنت قياسات تلقائية للشكل والحجم والحركة والموقع بالنسبة للوعاء الدموي لآلاف الخلايا. هذا يجعل من الممكن إجراء تحليل بيولوجي متقدم له أهمية إحصائية أكبر.

مميزات النظام الجديد

يقول الباحثون إن النظام الجديد له عدة مزايا فيما يتعلق بالوقت والدقة.

إيفان غونزاليس دياز هو أستاذ مساعد في قسم نظرية الإشارات والاتصالات في UC3M. وهو أيضًا واحد من أعضاء فريق البحث.

“من غير الممكن أن يستمر خبير أحيائي في تقسيم وتعقب الخلايا على الفيديو لمدة أشهر. من ناحية أخرى، لتوفير فكرة تقريبية (لأنها تعتمد على عدد الخلايا وعمق الحجم ثلاثي الأبعاد)، يستغرق نظامنا 15 دقيقة فقط لتحليل فيديو مدته 5 دقائق،” يقول دياز.

استند الفريق إلى شبكات عصبونية عميقة لتحليل وتحديد الخلايا. لتنفيذ النظام في السياق الجديد، كان على الفريق أن يولد العديد من الأمثلة التدريبية، ويجب على النظام أن يدمج تقنيات إحصائية ونمذجة هندسية مختلفة.

يتطلب النظام برنامجًا مرنًا يمكن تعديله لتحديد مشاكل أخرى.

ميجيل مولينا مورينو هو أحد الباحثين الآخرين.

“في الواقع، نحن نطبقها بالفعل في سيناريوهات مختلفة، دراسة السلوك المناعي للخلايا التائية والخلايا الشجيرية في الأنسجة السرطانية. والنتائج المؤقتة واعدة،” يقول مورينو.