Діагностика захворювань за 20 хвилин: як працює біочіп з ШІ нового покоління?
Біочіп виявляє генетичні маркери
Діагностика захворювань за 20 хвилин: як працює біочіп з ШІ нового покоління? / Фото: Наньянський технологічний університет
Вчені з Наньянського технологічного університету Сінгапуру розробили інноваційний біочіп на основі штучного інтелекту, який здатен виявляти надзвичайно малі кількості генетичних маркерів всього за 20 хвилин. Йдеться про мікроРНК – крихітні молекули, зміни рівня яких пов’язані з різними захворюваннями, зокрема серцево-судинними, онкологічними, нейродегенеративними та метаболічними розладами.
Нова платформа поєднує спеціально створений нанофотонний чіп із системою автоматизованого аналізу зображень на базі штучного інтелекту. Для аналізу використовується крапля крові, після чого система здатна виявляти кілька біомаркерів мікроРНК одночасно. Завдяки інтегрованій AI-візуалізації тисячі сигналів можна зафіксувати та проаналізувати за один знімок, без складних ручних процедур.
За словами дослідників, новий метод суттєво перевершує сучасний “золотий стандарт” – ПЛР (полімеразну ланцюгову реакцію), яка визначає генетичний матеріал шляхом його багаторазового копіювання. Якщо ПЛР потребує кількох годин, то нова технологія скорочує час виявлення до 20 хвилин.
МікроРНК відіграють важливу роль у регуляції генів, а їх зміни можуть сигналізувати про розвиток серйозних хвороб. Саме тому вчені активно досліджують їх як потенційні біомаркери для ранньої діагностики. Команда NTU тестувала систему на трьох мікроРНК, пов’язаних із недрібноклітинним раком легень – miR-191, miR-25 та miR-130a.
Ключовим елементом технології стала нанопорожнина – мікроструктура, яка утримує та підсилює світлові сигнали, що виникають при зв’язуванні мікроРНК із відповідними зондами. Завдяки цьому система здатна виявляти навіть поодинокі молекули. Додатково використовується алгоритм глибокого навчання Mask R-CNN, який автоматично аналізує та класифікує флуоресцентні сигнали, усуваючи необхідність ручного підрахунку.
Дослідники створили компактний прототип із кольоровою камерою та мобільним додатком, який аналізує зображення в режимі реального часу. Платформа продемонструвала точність понад 99% і здатність працювати навіть із синтетичними мікроРНК у біологічних екстрактах, що підтверджує її ефективність у реалістичних умовах.
Науковці підкреслюють, що в майбутньому система може працювати не лише з кров’ю, а й зі слиною чи сечею, відкриваючи шлях до менш інвазивної діагностики. Також її потенційно можна масштабувати для одночасного тестування сотень або тисяч біомаркерів, що стане основою персоналізованої медицини.
Компанія Meta працює над амбітним експериментом у сфері штучного інтелекту. Йдеться про створення фотореалістичної 3D-версії генерального директора Марка Цукерберга, яка зможе взаємодіяти зі співробітниками в режимі реального часу. Такий цифровий аватар має відтворювати зовнішність і поведінку керівника у віртуальному середовищі.
Ще кілька новин на тему технологій, які можуть вас зацікавити:
Не пропустіть цікавинки!
Підписуйтесь на наші канали та читайте новини у зручному форматі!
