Американские ученые создали компьютерный алгоритм, который сможет отслеживать мелкие частицы, например отдельные клетки, внутри тканей и жидкостей. Разработка позволит в буквальном смысле следить за распространением вируса в организме и в перспективе поможет создать препараты с улучшенной функцией «самонаведения». Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Nationals Academy of Scientists.

На сегодняшний день в медицине, биологии и физике применяют мощные сканеры, записывающие 2D- и 3D-видео в очень высоком качестве, на которых можно различить отдельные клетки, вирусы, наночастицы с лекарственными препаратами и так далее. За день работы такое устройство может отснять терабайты материала. Чтобы переработать их в данные, которые можно было бы анализировать, уходят недели и месяцы. Дело в том, что ученые «переводят» видео в удобную и читаемую компьютером информацию практически вручную. Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (США) создали искусственную нейронную сеть, которая сможет выполнять эту работу за человека.

Для обучения нейронной сети авторы исследования использовали уже обработанную существующими программами информацию. Затем они «показали» алгоритму еще не обработанные видео и скорректировали его работу. В результате нейросеть научилась самостоятельно отслеживать отдельные клетки, вирусы и другие мелкие объекты на видео с микроскопов. Этот автоматический процесс оказался в десять раз точнее, чем обычная обработка.

Сами разработчики сравнивают свой проект с системой автопилота. Алгоритм в беспилотных автомобилях отслеживает одновременно сотни объектов: пешеходов, разметку дороги, другие машины и так далее. То же самое попытались сделать авторы исследования применительно к движению микроорганизмов. Ученые надеются, что созданная нейросеть поможет более детально изучить распространение опасных вирусов и бактерий по организму и улучшить существующие препараты.