Новая система ИИ ускоряет обнаружение вируса бешенства в клеточных культурах

Обнаружение вируса бешенства в клеточных культурах может стать быстрее и доступнее благодаря первой в мире системе искусственного интеллекта, разработанной исследователями Института человеко‑ориентированного ИИ (PAI) Университета Суррея совместно с командой по бешенству и вирусным зоонозам Агентства по здоровью животных и растений (APHA). Разработчики рассчитывают, что технология улучшит эпиднадзор за одним из самых опасных инфекционных заболеваний и даст лабораториям практические инструменты, пригодные для применения в эндемичных регионах.

Хотя бешенство почти полностью предотвратимо вакцинацией, от этой инфекции ежегодно умирает примерно 59 000 человек. Текущие лабораторные методы диагностики и оценки уровней защитных антител во многом опираются на ручной анализ тысяч изображений под микроскопом, что занимает много времени, требует квалификации и подвержено вариабельности интерпретации.

В финансируемом DEFRA исследовании, опубликованном в журнале Nature Scientific Reports, команда создала первый рабочий процесс на базе ИИ, способный автоматически выявлять инфекцию вируса бешенства в клеточных культурах и точно измерять уровни антител.

Используя более 2 300 флуоресцентных изображений, содержащих свыше 36 000 аннотированных фрагментов, исследователи обучили несколько моделей глубокого обучения распознавать признаки инфекции внутри клеток. Лучшая модель правильно классифицировала 99,6% образцов и почти безошибочно отличала инфицированные клетки от неинфицированных, минимизируя число ложных срабатываний.

«Бешенство — одно из старейших и самых смертоносных инфекционных заболеваний в мире, уносящее десятки тысяч жизней ежегодно; когда появляются клинические признаки, это почти всегда приводит к летальному исходу, поэтому профилактика и ранняя диагностика крайне важны.

Наш рабочий процесс на базе ИИ даёт лабораториям более быстрый и более последовательный способ анализа образцов, снижая зависимость от ручной интерпретации.»

Джоан Амайя‑Куэста, доктор философии, научный сотрудник Университета Суррея и специалист по бешенству и вирусным зоонозам в APHA

Разработчики отмечают, что технология особенно полезна для лабораторий в странах, где бешенство остаётся эндемичным, и где дефицит опыта может затруднять интерпретацию результатов. Система также способна надёжно измерять уровни антител, что важно для оценки защиты после вакцинации и для выполнения международных требований при перевозке домашних животных.

«Это исследование демонстрирует, как ИИ помогает учёным выполнять сложный анализ изображений быстро, последовательно и в больших объёмах. Хотя мы показали подход на примере бешенства, тот же метод можно применить и к другим инфекционным заболеваниям, где используются аналогичные лабораторные тесты, — это позволит диагностическим лабораториям эффективнее внедрять ИИ в свою работу. Технологию также разрабатывают для обнаружения вируса в инфицированной ткани головного мозга, что, по нашей надежде, изменит практику международных диагностических лабораторий по бешенству», — сказал профессор Мирослав Бобер, профессор обработки видео и машинного интеллекта Университета Суррея.