27.5.2024

Banbrytande AI-verktyg kan öppna helt nya dörrar inom biologi och medicin

Forskare inom biovetenskaper får nya resurser som gör det möjligt att dra nytta av banbrytande tekniker för att analysera mikroskopbilder, oberoende av tidigare IT-kompetens. Detta möjliggörs genom plattformen DL4MicEverywhere som gör avancerad artificiell intelligens (AI) tillgänglig för djupinlärning och analys. Plattformen har utvecklats av forskare vid Åbo Akademi och Instituto Gulbenkian de Ciências.

Djupinlärning (Deep learning) är en form av maskininlärning inom artificiell intelligens som har revolutionerat sättet att analysera komplexa data från mikroskopi genom att automatisk identifiera och analysera celler och cellstrukturer. Tidigare har dylik användning begränsats av behovet av datorresurser och AI-expertis. Plattformen DL4MicEverywhere, utvecklat av forskare från Instituto Gulbenkian de Ciências (IGC) i Portugal och Åbo Akademi i Finland i samarbete med konsortiet AI4Life, löser nu de här problemen med ett intuitivt gränssnitt som låter forskare träna och använda djupinlärningsmodeller på olika datainfrastrukturer, från bärbara datorer till högpresterande kluster.
DL4MicEverywhere kommer att underlätta träning och distribution av modeller i olika beräkningsmiljöer och utöka samlingen av tillgängliga modeller för vanliga mikroskopiska bildanalysuppgifter.

– Plattformen gör olika modeller sökbara, tillgängliga, interoperabla och återanvändbara. Den kommer att göra det möjligt för biovetare utan kodningserfarenhet att använda djupinlärning på ett stort antal mikroskopibilder och videor. Därmed kommer plattformen att revolutionera planeringen av experiment och möjligheterna att extrahera ny information från mikroskopidataset, säger Ivan Hidalgo-Cenamor, studiens författare, Dr. Estibaliz Gómez-de-Mariscal, forskare vid IGC, och Dr. Joanna Pylvänäinen, forskare vid Åbo Akademi.

Med hjälp av plattformen får forskare som använder mikroskopianalyser tillgång till banbrytande metoder som gör det möjligt att automatiskt analysera mikroskopidata vilket ger potential till nya biologiska upptäckter och genombrott, inom områden från grundläggande cellbiologi till läkemedelsupptäckt och individanpassad medicin. För att påskynda den globala forskningen gör upphovsforskarna plattformen tillgänglig för forskare världen över genom öppen källkodsresurs.

– Att göra AI mer tillgängligt och återanvändbart för hela mikroskopigemenskapen är en viktig milstolpe. Genom att göra det möjligt för forskare att enkelt dela sina modeller och analyser kan vi påskynda upptäckter och förbättra reproducerbarheten inom biomedicinsk forskning. DL4MicEverywhere har potential att bli omvälvande för biovetenskaperna och arbetet att driva innovation inom hälso- och sjukvården framåt, säger professorerna Ricardo Henriques vid IGC och Guillaume Jacquemet vid Åbo Akademi, som lett projektet.

Mera information:
Guillaume Jacquemet
E-post: Guillaume.Jacquemet@abo.fi
Telefon: +358 50 3235 606

Forskningsrapporten har publicerats i Nature Methods och kan läsas i sin helhet här: https://www.nature.com/articles/s41592-024-02295-6

Forskningen har skett inom ramarna för InFLAMES, Åbo universitets och Åbo Akademis gemensamma flaggskeppsinitiativ. Målet med flaggskeppet är att integrera immunologiska och immunologirelaterade forskningsaktiviteter för att utveckla och utnyttja nya diagnostiska och terapeutiska verktyg för precisionsmedicin.