人工智能的新領(lǐng)域：為胚胎發(fā)育提供前所未有的見解

我們?nèi)绾尾拍芸煽?、客觀地表征胚胎發(fā)育的速度和各個(gè)階段?在人工智能的幫助下!康斯坦茨大學(xué)的研究人員提出了一種自動(dòng)化方法。

動(dòng)物胚胎從受精卵細(xì)胞到功能有機(jī)體的過程中經(jīng)歷了一系列特征性的發(fā)育階段。這種生物過程很大程度上是由基因控制的，并且在不同的動(dòng)物物種中遵循相似的模式。然而，不同物種之間，甚至同一物種的胚胎之間，細(xì)節(jié)上都存在差異。

例如，各個(gè)胚胎階段的通過速度可能會(huì)有所不同。胚胎發(fā)育的這種變化被認(rèn)為是進(jìn)化的重要驅(qū)動(dòng)力，因?yàn)樗鼈兛梢援a(chǎn)生新的特征，從而促進(jìn)進(jìn)化適應(yīng)和生物多樣性。

人工智能在胚胎研究中的應(yīng)用：開辟新天地

因此，研究動(dòng)物的胚胎發(fā)育對于更好地理解進(jìn)化機(jī)制具有重要意義。但如何客觀有效地記錄胚胎發(fā)育的差異，例如發(fā)育階段的時(shí)間?由系統(tǒng)生物學(xué)家 Patrick Müller 領(lǐng)導(dǎo)的康斯坦茨大學(xué)研究人員正在開發(fā)和使用基于人工智能 (AI) 的方法。

斑馬魚胚胎特征發(fā)育階段

在《自然方法》上發(fā)表的最新文章中，他們描述了一種新穎的方法，可以自動(dòng)捕捉發(fā)育過程的節(jié)奏并識別特征階段，無需人工輸入——標(biāo)準(zhǔn)化且跨物種邊界。

每個(gè)胚胎都有點(diǎn)不同

我們目前對動(dòng)物胚胎發(fā)生和個(gè)體發(fā)育階段的了解是基于在顯微鏡下觀察并詳細(xì)描述不同年齡的胚胎的研究。由于這種艱苦的手工工作，如今許多動(dòng)物物種都可以獲得對個(gè)體胚胎階段進(jìn)行理想化描述的參考書。

“然而，胚胎在顯微鏡下看起來通常與示意圖中的不完全相同。各個(gè)階段之間的過渡不是突然的，而是更加漸進(jìn)的，”穆勒解釋道。因此，即使對于專家來說，手動(dòng)將胚胎分配到各個(gè)發(fā)育階段也不是小事，而且有點(diǎn)主觀。

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