Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект

Новая статья в журнале Biology Methods & Protocols, опубликованная издательством Оксфордского университета, свидетельствует о том, что в скором времени врачи смогут использовать искусственный интеллект для обнаружения и диагностики рака у пациентов, что позволит начать лечение раньше.

Рак остается одним из самых сложных заболеваний человека, ежегодно регистрируется более 19 миллионов случаев и 10 миллионов смертей. Эволюционная природа рака затрудняет лечение опухолей на поздних стадиях.

Генетическая информация кодируется в ДНК с помощью четырех оснований, обозначаемых A, T, G и C, которые составляют ее структуру. Изменения окружающей среды вне клетки могут привести к тому, что некоторые основания ДНК будут изменены путем добавления метильной группы. Этот процесс называется «метилированием ДНК». Каждая отдельная клетка обладает миллионами таких меток метилирования ДНК. Исследователи наблюдали изменения в этих метках на ранних стадиях развития рака; они могут помочь в ранней диагностике рака.

Можно изучить, какие основания в ДНК метилируются в раковых клетках и в какой степени, по сравнению со здоровыми тканями. Выявление специфических признаков метилирования ДНК, характерных для различных типов рака, сродни поиску иголки в стоге сена. Именно здесь, по мнению ученых, участвовавших в этом исследовании, может помочь искусственный интеллект.

Исследователи из Кембриджского университета и Имперского колледжа Лондона обучили режим ИИ, используя комбинацию машинного и глубокого обучения, смотреть на паттерны метилирования ДНК и определять 13 различных типов рака (включая рак груди, печени, легких и простаты) из нераковых тканей с точностью 98,2%. Эта модель основана на образцах тканей (а не фрагментов ДНК в крови), и для ее клинического применения потребуется дополнительное обучение и тестирование на более разнообразной коллекции биопсийных образцов.

По мнению исследователей, важным аспектом этого исследования стало использование объяснимой и интерпретируемой основной модели ИИ, которая позволила понять, на чем основаны ее предсказания. Исследователи изучили внутреннюю работу своей модели и показали, что она укрепляет и улучшает понимание глубинных процессов, способствующих развитию рака.

Выявление необычных паттернов метилирования (возможно, по результатам биопсии) позволит медицинским работникам выявлять рак на ранних стадиях. Это может значительно улучшить состояние пациентов, поскольку большинство видов рака поддаются лечению или излечиваются, если их обнаружить на ранней стадии.

Вычислительные методы, подобные этой модели, благодаря более качественному обучению на более разнообразных данных и тщательному тестированию в клинике, в конечном итоге позволят создать модели ИИ, которые смогут помочь врачам в раннем выявлении и скрининге рака, — говорит ведущий автор работы Шамит Самараджива (Shamith Samarajiwa).

Это позволит улучшить состояние пациентов.

20.06.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера

Учёные из Института биомедицинских иннова...

В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность
В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность

Предрассудки в отношении толстых людей пр...

NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения
NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения

Ученые из Университета Британской Колумби...

Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях

Новое исследование, которое будет представлено...

Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов

Новое исследование, результаты которого будут ...

Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие

В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по...

Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий

Исследователям из Каролинского института ...

Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей

В ходе двух исследований, проведенных в О...

Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить

Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,...

Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз

Исследование Кембриджского университета, Велик...

Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты

У пожарных может быть повышенный риск развития...

ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом

Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
Nature Ecology & Evolution: Всеобщий предок LUCA оказался старше, чем считалось
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
CSAA: Как восстановить мир в городе после конфликта — проблемы и перспективы
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
Новая технология фотоэлектрических модулей оптимизирована для городских условий
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
International Journal of Hydrogen Energy: К 2045 году будем летать на водороде
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Нанопластики нарушают структуру и функциональность белков в грудном молоке
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
Вдохновились Дюной: Модификация скафандров позволит перерабатывать мочу в воду
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
Cell: Впервые восстановлена трёхмерная структура хромосом шерстистого мамонта
На Дне аграрной науки в Казанском ГАУ представили около 30 новых проектов
На Дне аграрной науки в Казанском ГАУ представили около 30 новых проектов
Инновационная поделка выпускника КНИТУ — плащ-невидимка для экстремальных условий
Инновационная поделка выпускника КНИТУ — плащ-невидимка для экстремальных условий
Лекарство от рака крови может повысить эффективность радиотерапии опухолей мозга
Лекарство от рака крови может повысить эффективность радиотерапии опухолей мозга
Гексагональные перовскиты — новое слово в технологии топливных элементов
Гексагональные перовскиты — новое слово в технологии топливных элементов
npj Precision Oncology: Урон для нервов при лечении рака груди можно предсказать
npj Precision Oncology: Урон для нервов при лечении рака груди можно предсказать
С помощью Уэбба ученые нашли потенциально обитаемый ледяной мир
С помощью Уэбба ученые нашли потенциально обитаемый ледяной мир

Новости компаний, релизы

Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Межсетевой экран защитит компьютерные системы от киберугроз
Университет МИСИС будет готовить специалистов в сфере квантовых технологий
Ученые ТПУ нашли эффективный способ создания вязких композиционных материалов для авиационной промышленности и машиностроени
Химики СПбГУ: схожие органические катализаторы ускоряют реакции противоположно друг другу