Cпецпроєкти

Як штучний інтелект змінює «штучне» запліднення? Пояснює ембріолог

Що у вашому розумінні штучний інтелект?

Нещодавно я задумалася, які уявлення має пересічна персона про ШІ і з чим він асоціюється. Коли я була ще дитиною, уявляла його як щось надто фантастичне, футуристичне і схоже на надлюдину – щось на кшталт Альтрона із серії фантастичних фільмів компанії Marvel.

Та певні види штучного інтелекту вже є частиною нашого повсякдення. Пошукова система Google, чат боти з маркетингу чи сфери обслуговування, спам-фільтри на електронній пошті, рекомендації пісень чи фільмів у Netflix та YouTube, системи моніторингу небезпечного чи неправдивого контенту в соціальних мережах: це все – приклади ШІ, якими ми користуємося щодня.

Як ШІ реалізується в медицині?

По-справжньому революційними є останні кілька років впровадження ШІ в медичній сфері.

Штучний інтелект в медицині можна розділити на два типи:

  • фізичний – наприклад, роботи, що асистують лікарям впродовж операцій;
  • віртуальний – мобільні застосунки, що реєструють ваші показники здоров’я та на основі цього дають поради, або ж нейромережі, що надають супровід при прийнятті рішень щодо лікування.

Формування великих обсягів інформації зробило можливим навчання ШІ на основі таких даних. Технологічний прогрес не пройшов повз репродуктології – а точніше, повз ембріологічну частину цієї галузі.

Ембріологія і штучний інтелект

Заплідненням in vitro, або «штучним» заплідненням, займаються ембріологи.

Основна ембріологічна робота складається з трьох етапів:

  • підготовка яйцеклітин та сперматозоїдів до запліднення;
  • запліднення яйцеклітин за допомогою мікроін’єкціїІнкубування (вирощування) ембріонів;
  • відбір найкращих ембріонів для висадки в матку пацієнтки.

На кожному етапі роботи з клітинами чи то ембріонами ембріолог обирає якісні яйцеклітини та найбільш перспективні сперматозоїдів для запліднення. Потім потрібно відібрати найкращий ембріон, який вірогідно зможе імплантуватися в матці, пройти увесь шлях внутрішньоутробного розвитку і врешті-решт з’явитися на світ. Тому мені здається, що слово «вибір» є найважливішим в ембріології.

Для ембріологів всього світу існують певні загальноприйняті критерії оцінки репродуктивних клітин і ембріонів, та є певна доля суб’єктивізму у виборі найперспективніших. Тому достатньо актуальними стали питання: «Чи можливо уникнути суб’єктивності при відборі ембріона? Чи існують певні індикаторні ознаки ембріонального розвитку, які не доступні оку спеціаліста?».

Такі питання слугували початку розробок ШІ для оцінки ембріонів.

ШІ vs ембріолог

У 2019 році група американських вчених на чолі з M. ВерМілія опублікували дані стосовно своєї нової розробки ШІ для вибору і передбачення ембріонів з найвищою здатністю до імплантації. Розробка має назву The Life Whisperer.

Основна робота ШІ – аналіз фотознімків ембріонів та відбір тих, які мають найбільш перспективний зовнішній вигляд.

Вчені отримали позитивні результати, показавши вищу точність передбачення потенціалу ембріонів за допомогою ШІ порівняно із оцінкою ембріологів – різниця склала 24,7%. Автори зазначають, що таку точність, ймовірно, можна покращити. Для цього під час аналізу потрібно використовувати не статичні знімки, а відеозйомку розвитку ембріонів.
З появою в клінічній практиці time-lapse інкубаторів, які надають відеозаписи розвитку кожного ембріона, такі перспективи є доволі реальними.

З 2019 року українська клініка репродуктивної медицини «Надія» спільно з ізраїльською компанією Embryonics взяла участь в розробці ШІ для відбору ембріонів з найбільшою здатністю до імплантації. На сьогодні в клініці «Надія» проводиться клінічне дослідження щодо користі застосування ШІ, тож у кожного пацієнта є можливість взяти участь в даному дослідженні та додатково проаналізувати розвиток своїх ембріонів за допомогою ШІ.

Після кількох днів розвитку ембріонів в time-lapse інкубаторі ембріологи мають відеозапис розвитку кожного з них. Такі відео завантажуються в програму (ШІ), яка в подальшому аналізує дані відео та надає кожному ембріону оцінку. Чим вища оцінка в ембріона, тим більша вірогідність, що він імплантується в матці.

Додаткові застосування ШІ в репродуктології

Не оминуло застосування ШІ і аналізу сперматозоїдів. У 2019 році група американських вчених на чолі з Ірен Дімітріадіс та Чарльзом Борманом опублікували цікаві результати щодо застосування портативного аналізатора еякуляту. Портативним аналізатором є смартфон і установлений на нього застосунок, відеоадаптер та спеціальний чіп, куди поміщується зразок еякуляту.

Камера смартфону в цьому випадку виконує функцію мікроскопа (якби це були лабораторні умови). За допомогою такого аналізатора вчені визначали рівень життєздатних сперматозоїдів у зразках еякулятів та порівнювали результати з аналогічним аналізом в лабораторії.

Дослідники дійшли висновку, що здебільшого результати аналізу, отриманого за допомогою такого типу ШІ, співпадали з результатами лабораторної практики.
Якщо трішки відійти від суто наукового напрямку і поцікавитися, які ж додаткові «плюшки» можуть отримувати собі пацієнти, можна згадати іспанське програмне забезпечення Fenomatch. Завданням програми є підбір донора яйцеклітин, максимально наближеного за рисами обличчя до пацієнтки. Хоча клінічної цінності такий підхід і не має, та є дещо заспокійливим.

Замість висновків

Як за розробки і впровадження будь-яких інноваційних підходів, існує і певне підводне каміння. Цим камінням може бути, наприклад, недостовірна інформація, на базі якої ШІ «навчається». Тож необхідним є навчання на основі різних міжнародних баз, щоб мати більший об’єм незалежної інформації.

Також безумовно важливим є проведення доклінічних досліджень, що можуть підтвердити або спростувати ефективність тієї чи іншої програми ШІ. Попри те що революція ШІ в медицині вже сталася, вона триватиме і розвиватиметься ще довго. Це відкриває нам шлях до персоналізованого підходу лікування, швидкої та більш ефективної діагностики, а також до появи нового «колеги», який зможе «побачити» трішки більше так потрібної нам інформації.

Думка редакції може не збігатися з думкою авторки колонки.

#bit.ua
Читайте нас у
Telegram
Наші колумністи
Пані М.
блогерка
Гаррі Андреасян
СЕО Doc.ua
Наталія Пірак
засновниця Fly_Academy
Сергій Бобровський
керівник наукової групи UPEA
Ми в Телеграмі
підписуйтесь