Від безпліддя страждає 7% чоловічого населення. Тепер штучний інтелект (ШІ) може допомогти вирішити цю проблему.
Доктор Стівен Васілеску каже, що програмне забезпечення ШІ, розроблене ним і його командою, може виявляти сперматозоїди у зразках, взятих у чоловіків з важкою формою безпліддя, в 1 000 разів швидше, ніж висококваліфікована пара очей.
“ШІ може виділити потенційно життєздатний сперматозоїд ще до того, як людина зможе обробити те, на що вона дивиться”, – Додав Стівен.
Доктор Васілеску є біомедичним інженером Сіднейського технологічного університету (UTS) в Австралії та засновником медичної компанії NeoGenix Biosciences.
Система, яку він та його колеги розробили, називається SpermSearch.
Вона була розроблена, щоб допомогти чоловікам, у яких в еякуляті взагалі немає сперматозоїдів, а це 10% безплідних чоловіків – стан, який називається необструктивною азооспермією (НОА).
Зазвичай у таких випадках невелику частину яєчок видаляють хірургічним шляхом і доставляють у лабораторію, де ембріолог вручну шукає здорові сперматозоїди.
Тканину розсікають і досліджують під мікроскопом. Якщо знаходять життєздатні сперматозоїди, їх витягують і вводять в яйцеклітину.
Цей процес, за словами д-ра Васілеску, може зайняти у кількох співробітників шість або сім годин, і існує небезпека втоми і неточності.
“Коли ембріолог дивиться в мікроскоп, він бачить суцільний безлад – зоряне небо з клітин, – каже Васілеску.
“Там є кров і тканини. Там може бути лише 10 сперматозоїдів, але там можуть бути мільйони інших клітин. Це як голка в стозі сіна”, – каже доктор Васілеску.
Він каже, що, навпаки, SpermSearch може знайти будь-який здоровий сперматозоїд за лічені секунди, коли фотографії зразків негайно завантажуються в комп’ютер.
Щоб досягти такої швидкості, доктор Васілеску і його колеги навчили штучний інтелект ідентифікувати сперматозоїди в цих складних зразках тканин, показавши йому тисячі таких зображень.
В опублікованій науковій статті команда біомедичної інженерії UTS повідомила, що в тесті SpermSearch був в 1 000 разів швидшим, ніж досвідчений ембріолог.
Однак SpermSearch не призначений для заміни ембріологів, а скоріше як допоміжний інструмент.
Доктор Сара Мартінс да Сілва каже, що така швидкість пошуку будь-якого сперматозоїда є життєво важливою. “Час має вирішальне значення, – каже клінічний читач з репродуктивної медицини в Університеті Данді.
“Якщо у вас є хтось, хто здав яйцеклітини, і у вас є яйцеклітини, які потрібно запліднити, у нас є лише невелике часове вікно, щоб зробити це. Прискорення процесу було б надзвичайно корисним”.
За останні чотири десятиліття кількість сперматозоїдів зменшилася вдвічі, тому безпліддя залишається зростаючою проблемою.
Фактори, що стоять за падінням чоловічої фертильності, як повідомляється, включають в себе все – від забруднення навколишнього середовища і куріння до поганого харчування, недостатньої фізичної активності і надмірного стресу.
Доктор Меріг Галлахер – ще один науковець, який працює над тим, щоб допомогти чоловікам з проблемами безпліддя.
Доцент Центру системного моделювання та кількісної біомедицини Бірмінгемського університету, його нова методика використовує програмне забезпечення для візуалізації, щоб відстежувати швидкість і рух хвостів сперматозоїдів.
“Спостереження за хвостом дає уявлення про стан зразка, – каже він. “Хвилинна зміна може сказати нам, чи перебуває сперматозоїд у стресовому стані, чи збирається він померти, чи реагує на біологічний сигнал”.
Тим часом, компанія Examen, що базується в Белфасті, використовує метод, відомий як гель-електрофорез в одноклітинному гелі, для виявлення пошкоджень ДНК в окремих сперматозоїдах.
Професор Шина Льюїс та її команда розробляють цю методику вже понад 20 років.
Однак професор Льюїс, яка є почесним професором репродуктивної медицини в Університеті Квінз у Белфасті і генеральним директором Examen, каже, що, хоча розробки у сфері використання ШІ захоплюють, медицина рухається дуже повільно.
Наприклад, SpermSearch наразі перебуває на стадії підтвердження концепції після дуже невеликого дослідження, в якому взяли участь лише сім пацієнтів.
“Це ще нічого не означає, – каже професор Льюїс. “Проміжок часу між тим, як щось знаходиться на стадії доведення концепції, і тим, як воно стає комерційно доступним, становить, ймовірно, від двох до п’яти років.
“Попереду ще довгий шлях. Він також спрямований на дуже невелику групу чоловіків, які мають НОА. Все, що ви можете зробити – це фантастично, але це ніколи не стане мейнстрімом”.
Повернувшись до Сіднея, доктор Васілеску каже, що лікування, подібне до їхнього, є “останньою зупинкою”.
“Це може бути різницею між заплідненням яйцеклітини – або просто припиненням лікування, – каже він.
“Якщо ми зможемо зробити роботу ембріолога більш ефективною, більш точною, він може знайти сперматозоїди, які інакше не знайшов би. Це дасть чоловікові шанс стати батьком власних біологічних дітей”.
Зараз команда UTS готова до клінічних випробувань свого штучного інтелекту. “Справжня жива вагітність – це наступний крок”, – каже доктор Васілеску.