
مدل یادگیری عمیق پیشبینی میکند که مگسهای میوه چگونه، سلول به سلول، شکل میگیرند.
در مراحل اولیه رشد، بافتها و اندامها از طریق تغییر، تقسیم و رشد هزاران سلول شکل میگیرند. تیمی از مهندسان MIT اکنون روشی برای پیشبینی دقیق نحوه تا شدن، تقسیم و جابجایی سلولهای منفرد در ابتداییترین مرحله رشد مگس میوه ابداع کردهاند. این روش جدید ممکن است روزی برای پیشبینی رشد بافتها، اندامها و موجودات پیچیدهتر به کار گرفته شود. همچنین میتواند به دانشمندان در شناسایی الگوهای سلولی مرتبط با بیماریهای زودرس مانند آسم و سرطان کمک کند.
در مطالعهای که امروز در مجله Nature Methods منتشر شده است، این تیم یک مدل یادگیری عمیق جدید ارائه میدهد که نحوه تغییر برخی از ویژگیهای هندسی سلولهای منفرد را در طول رشد مگس میوه یاد میگیرد و سپس پیشبینی میکند. این مدل، ویژگیهایی مانند موقعیت یک سلول و اینکه آیا در یک لحظه معین با سلول مجاور خود در تماس است یا خیر را ثبت و ردیابی میکند.
این تیم مدل را بر روی ویدیوهای جنینهای در حال رشد مگس میوه اعمال کرد که هر کدام از یک خوشه حدود 5000 سلولی شروع میشوند. آنها دریافتند که مدل میتواند نحوه تا شدن، جابجایی و جابجایی هر یک از 5000 سلول را در هر دقیقه، در طول اولین ساعت رشد، با دقت 90 درصد پیشبینی کند، زیرا جنین از یک شکل صاف و یکنواخت به ساختارها و ویژگیهای مشخصتری تبدیل میشود.
مینگ گوو، نویسنده اصلی مطالعه میگوید: «این فاز اولیه که حدود یک ساعت طول میکشد، گاسترولاسیون نامیده میشود و در آن سلولهای منفرد در مقیاس زمانی چند دقیقهای در حال جابجایی هستند.»