வாரக்கணக்கில் ஆகும் 3D செல் சவ்வு வரைபடத்தை சில மணிநேரங்களில் முடிக்கும் AI கருவி

ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் மியூனிக், மியூனிக் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் (TUM), பாசல் பல்கலைக்கழகத்தின் பயோசென்ட்ரம் ஆகியவற்றைச் சேர்ந்த குழு ஒன்று ஓர் AI கருவியை உருவாக்கியுள்ளது. இது 3D நுண்ணோக்கி படங்களில் செல் சவ்வுகளை ஆய்வு செய்யும் பணியை தானியங்கியாக்குகிறது. இது முன்பு வாரக்கணக்கில் ஆகும் வேலையை சில மணிநேரங்களில் முடிக்கிறது. MemBrain-v2 எனப்படும் இந்தக் கருவி நேச்சர் மெதட்ஸ் இதழில் வெளியான ஆய்வில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது.

செல் சவ்வுகளும் அவற்றுக்குள் இருக்கும் புரதங்களும் உடல்நலம் மற்றும் நோய்களில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கும் பல செயல்முறைகளைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. ஆனால் முப்பரிமாண படங்களில் இவற்றை ஆய்வு செய்வது இதுவரை மெதுவான கையேட்டு வேலையாக இருந்தது. செல்களை உறையச் செய்து மூன்று பரிமாணங்களில் மிக உயர் தெளிவுத்திறனில் உள்ளே பார்க்க உதவும் க்ரையோ-எலக்ட்ரான் டோமோகிராஃபி (cryo-ET) எனும் நுண்ணோக்கி முறையின் தரவுகளை MemBrain-v2 ஆய்வு செய்கிறது. இந்த நுட்பத்தின் தொழில்நுட்ப வரம்புகளால் படங்களில் இடைவெளிகள் ஏற்படுவதால், சில சவ்வு திசைகளைக் காண்பது கடினமாக இருந்தது என்று முதன்மை ஆசிரியர் லோரென்ஸ் லாம் தெரிவித்தார்.

இந்த இலவச, திறந்த மூல மென்பொருள் முன்பு தனித்தனி நிரல்களால் கையாளப்பட்ட மூன்று படிகளை ஒன்றிணைக்கிறது. MemBrain-seg கூடுதல் விவரக்குறிப்புகள் இல்லாமலேயே சவ்வுகளைக் கண்டறிகிறது; MemBrain-pick அவற்றுக்குள் இருக்கும் புரதங்களைக் கண்டறிகிறது; MemBrain-stats அந்தப் புரதங்கள் எவ்வாறு இடம்பெற்றுள்ளன என்பதை அளக்கிறது. ஒரு சோதனையில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரே ஒரு சவ்வில் மட்டும் புரதத் தொகுதிகளின் இடங்களை கையால் குறித்தனர். MemBrain-pick பிறகு கூடுதல் சவ்வுகளிலும் அதே தொகுதிகளை 91% F1 மதிப்பெண்ணுடன் கண்டறிந்தது.

"இந்த ஆய்வுகளை வேகமாகவும் உலகெங்கிலும் உள்ள ஆய்வுக் குழுக்களுக்குக் கிடைக்கும்படியும் செய்கிறோம். இதனால் மிகப் பெரிய தரவுத் தொகுப்புகளில் செல் செயல்முறைகளை ஆய்வு செய்ய முடியும்," என்று மூத்த ஆசிரியர் டாக்டர் டிங்யிங் பெங் தெரிவித்தார். "இது இறுதியில் செல்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதை நன்கு புரிந்துகொள்ள உதவும். நோய் வரும்போது என்ன மாறுகிறது என்பதையும் இது விளக்கும்." சவ்வு கண்டறியும் பகுதி ஏற்கெனவே சான் ஜுக்கர்பர்க் இமேஜிங் இன்ஸ்டிடியூட்டின் தரவுத் தொகுப்புகள் உள்பட உலகெங்கும் பயன்பாட்டில் உள்ளது.

MemBrain-v2 ஏற்கெனவே புதிய உயிரியல் கண்டுபிடிப்புகளுக்கு உதவியுள்ளது. ஒரு தனி ஆய்வில், ஒளிச்சேர்க்கைக்கான முக்கியப் புரதங்கள் சவ்வுக்குள் தனித்தனியாகப் பிரிந்திருப்பதை இக்கருவி காட்டியது; இது முந்தைய மாதிரிகளை மறுபரிசீலனை செய்யவைத்தது. "MemBrain-v2 இப்போது இன்னும் பல ஆய்வுகளில் பயன்படுத்தப்படுவதில் எனக்கு மிகவும் மகிழ்ச்சி," என்று லாம் தெரிவித்தார். எதிர்காலத்தில் வெவ்வேறு புரத வகைகளை இன்னும் துல்லியமாக வேறுபடுத்திக் காட்ட இந்தக் கருவி வடிவமைக்கப்படும் என்றும் அவர் கூறினார்.