Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект

Новая статья в журнале Biology Methods & Protocols, опубликованная издательством Оксфордского университета, свидетельствует о том, что в скором времени врачи смогут использовать искусственный интеллект для обнаружения и диагностики рака у пациентов, что позволит начать лечение раньше.

Рак остается одним из самых сложных заболеваний человека, ежегодно регистрируется более 19 миллионов случаев и 10 миллионов смертей. Эволюционная природа рака затрудняет лечение опухолей на поздних стадиях.

Генетическая информация кодируется в ДНК с помощью четырех оснований, обозначаемых A, T, G и C, которые составляют ее структуру. Изменения окружающей среды вне клетки могут привести к тому, что некоторые основания ДНК будут изменены путем добавления метильной группы. Этот процесс называется «метилированием ДНК». Каждая отдельная клетка обладает миллионами таких меток метилирования ДНК. Исследователи наблюдали изменения в этих метках на ранних стадиях развития рака; они могут помочь в ранней диагностике рака.

Можно изучить, какие основания в ДНК метилируются в раковых клетках и в какой степени, по сравнению со здоровыми тканями. Выявление специфических признаков метилирования ДНК, характерных для различных типов рака, сродни поиску иголки в стоге сена. Именно здесь, по мнению ученых, участвовавших в этом исследовании, может помочь искусственный интеллект.

Исследователи из Кембриджского университета и Имперского колледжа Лондона обучили режим ИИ, используя комбинацию машинного и глубокого обучения, смотреть на паттерны метилирования ДНК и определять 13 различных типов рака (включая рак груди, печени, легких и простаты) из нераковых тканей с точностью 98,2%. Эта модель основана на образцах тканей (а не фрагментов ДНК в крови), и для ее клинического применения потребуется дополнительное обучение и тестирование на более разнообразной коллекции биопсийных образцов.

По мнению исследователей, важным аспектом этого исследования стало использование объяснимой и интерпретируемой основной модели ИИ, которая позволила понять, на чем основаны ее предсказания. Исследователи изучили внутреннюю работу своей модели и показали, что она укрепляет и улучшает понимание глубинных процессов, способствующих развитию рака.

Выявление необычных паттернов метилирования (возможно, по результатам биопсии) позволит медицинским работникам выявлять рак на ранних стадиях. Это может значительно улучшить состояние пациентов, поскольку большинство видов рака поддаются лечению или излечиваются, если их обнаружить на ранней стадии.

Вычислительные методы, подобные этой модели, благодаря более качественному обучению на более разнообразных данных и тщательному тестированию в клинике, в конечном итоге позволят создать модели ИИ, которые смогут помочь врачам в раннем выявлении и скрининге рака, — говорит ведущий автор работы Шамит Самараджива (Shamith Samarajiwa).

Это позволит улучшить состояние пациентов.

20.06.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака

Исследование Университета Кертина показало, чт...

Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми

Учёные из Калифорнийского университета в&...

Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа

Сотрудники Орегонского университета здоровья и...

Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям
Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям

Индустриальное сельское хозяйство снижает риск...

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера

Учёные из Института биомедицинских иннова...

В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность
В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность

Предрассудки в отношении толстых людей пр...

NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения
NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения

Ученые из Университета Британской Колумби...

Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях

Новое исследование, которое будет представлено...

Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов

Новое исследование, результаты которого будут ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
Время разбрасывать камни: ультразвуковая чистка зубов возвращает уверенность в себе
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред
В ВГУВТ будут готовить уникальных специалистов на стыке инженерии и экономики для развития водного транспорта