Datum: 21.05.2024
Umělá inteligence pomáhá vědcům vytvořit trojrozměrné modely buněk, molekul či virů
Jak vypadají viry, bakterie, mikroskopičtí paraziti nebo nejrůznější molekuly a části buněk, to dokáží vědci zjistit pomocí elektronových mikroskopů. Technologický pokrok jde rychle dopředu a i v této oblasti se prosazuje umělá inteligence. Experti díky ní dokáží vytvářet detailní trojrozměrné modely pozorovaných objektů. S tím, jak se to dělá, se přijelo seznámit v polovině května patnáct mladých vědců z Česka a okolních zemí na třídenní workshop, pořádaný Biologickým centrem Akademie věd ČR v Českých Budějovicích.
Biologická elektronová mikroskopie nám umožňuje nahlédnout do neviditelného světa mikroskopických organismů, které nás obklopují, umožňuje nám studovat ultrastrukturu buněk, tkání bakterií, virů apod. Výsledné mikroskopické snímky těchto trojrozměrných objektů jsou však dvojrozměrné, což znesnadňuje jejich interpretaci a vede ke ztrátě informací. „Velký pokrok v přípravě preparátů, v záznamové technice a v počítačovém zpracování snímků, který se odehrál v posledních letech, přinesl nové možnosti vytvářet ze sérií dvourozměrných snímků trojrozměrné modely pozorovaných objektů. A to už je jen krok k využití umělé inteligence při analýze těchto modelů, hledání, počítání a měření buněčných organel, makromolekulárních komplexů nebo virů v buněčné ultrastruktuře, což nám pomáhá pochopit řadu fyziologických procesů, které na buněčné úrovni probíhají,“ vysvětluje Jana Nebesářová z Laboratoře elektronové mikroskopie Biologického centra AV ČR, která workshop uspořádala.
Účastníci workshopu se seznámili se softwarovými nástroji se zabudovanou umělou inteligencí a prakticky si je vyzkoušeli na připravených souborech obrazových dat pod vedením softwarových expertů: Ilyi Beleviche u University v Helsinkách a Juliena Roussela a Jana Giesebrechta z firmy Thermo Fischer Scientific z Berlína.
Workshop se konal v rámci aktivity „Pokročilé 3D zobrazování biologických preparátů pomocí nízkonapěťové elektronové mikroskopie (řešitelka Jana Nebesářová) výzkumného programu Strategie AV21 „Průlomové technologie budoucnosti – senzorika, digitalizace, umělá inteligence a kvantové technologie“. Akce byla finančně podpořena z projektu Strategie AV21, program „Průlomové technologie budoucnosti“, který je koordinovaný prof. Josefem Lazarem z Ústavu přístrojové techniky AV ČR v Brně.
.png)
Model původce spavé nemoci, prvoka Trypanosoma brucei, vytvořený pomocí metody SBF SEM. Barevně jsou označeny buněčné organely (modře jádro, fialově bičík, světle zeleně Golgiho aparát, tmavě zeleně kinetoplast, hnědě glykosomy, zelenomodře mitochondrie atd.)
Zdroj: Laboratoř elektronové mikroskopie BC AV ČR
