"Умный" микроскоп проводит эксперименты сам

Ученые из Европейской молекулярно-биологической лаборатории разработали программное обеспечение, которое определяет интересующие исследователей явления и автоматически выполняет комплекс микроскопических наблюдений. Описание разработки опубликовано в свежем выпуске научного журнала Nature Methods.

Новый софт избавит ученых от необходимости часами сидеть у микроскопа и внимательно следить за процессами, происходящими в живой клетке. Компьютерная программа Micropilot может быстро "понять", что ищет ученый, и самостоятельно выполняет трудоемкую и утомительную задачу обнаружения клеток с интересными особенностями в ходе проведения сложных экспериментов.

Программа Micropilot обнаружила клетки, находящиеся на определенной стадии деления (в каждой строке показана одна и та же клетка), дала команду микроскопу удалить флуоресцентные метки белков в верхней половине ядер клеток (слева) и записала то, что случилось с клетками дальше (посередине и справа).

Micropilot использует последние достижения машинного обучения. Предварительно ПО анализирует изображения низкого разрешения, поступающие с микроскопа, и после обнаружения клеток или структур, интересующих ученых, программа начинает автоматически управлять микроскопом для проведения наблюдения. Софт позволяет выполнять различные виды действий, начиная с простой покадровой видеосъемки и заканчивая сложными наблюдениями с использованием лазеров и окрашенных флуоресцентом белков.

Программа Micropilot является настоящим спасением для биологов, которые вынуждены целые дни проводить у микроскопа. Всего за четыре ночи в автоматическом режиме среди многих тысяч образцов микроскоп смог обнаружить и сделать комплексную съемку 232-х определенных клеток на двух этапах клеточного деления. Опытному лаборанту на выполнение этой работы потребовался бы целый месяц работы в режиме полного рабочего дня. Micropilot позволяет легко и быстро создать достаточное количество данных для получения статистически надежных результатов. Это дает ученым возможность исследовать роль сотен различных белков в биологических процессах.

Авторы программы уже используют ее для проведения разнообразных экспериментов, например для изучения различных аспектов деления клеток. Micropilot будет ключевым инструментом для европейской научной программы Mitosys, направленной на изучение митоза, которая может помочь в открытии способов лечения множества болезней, включая рак.