Η ολογραφική απεικόνιση και η τεχνητή νοημοσύνη βρίσκουν τους ιούς πιο γρήγορα

Ο Yuzhu Li από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA), θα παρουσιάσει αυτή την έρευνα στο Frontiers in Optics + Laser Science (FiO LS), που θα διεξαχθεί 9 – 12 Οκτωβρίου 2023 στην

Ουάσιγκτον

.

«Με τη μείωση του χρόνου ανίχνευσης σε σύγκριση με τις παραδοσιακές δοκιμές ιικής πλάκας, αυτή η τεχνική μπορεί να βοηθήσει στην επιτάχυνση της έρευνας για την ανάπτυξη εμβολίων και φαρμάκων, μειώνοντας σημαντικά τον απαιτούμενο χρόνο ανίχνευσης και εξαλείφοντας εντελώς τη χημική χρώση και τη χειροκίνητη μέτρηση», εξηγεί ο Li. «Σε περίπτωση νέας Η επιδημία του ιού, τα εμβόλια ή οι αντιικές θεραπείες θα μπορούσαν να αναπτυχθούν, να δοκιμαστούν και να διατεθούν στο κοινό με σημαντικά επιταχυνόμενο ρυθμό, με αποτέλεσμα ταχύτερο χρόνο απόκρισης σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης υγείας που προκαλούνται από τον ιό».

Ως τώρα,  η ανάλυση ιικής πλάκας είναι ένας οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την αξιολόγηση της μολυσματικότητας του ιού και την ποσοτικοποίηση της ποσότητας ενός ιού σε ένα δείγμα, αλλά είναι χρονοβόρα η εκτέλεση. Τα δείγματα αρχικά αραιώνονται και στη συνέχεια προστίθενται σε καλλιεργημένα κύτταρα. Εάν ο ιός σκοτώσει τα μολυσμένα κύτταρα, αναπτύσσεται μια περιοχή απαλλαγμένη από κύτταρα – μια πλάκα. Στη συνέχεια, οι ειδικοί μετρούν χειροκίνητα τις χρωματισμένες μονάδες σχηματισμού πλάκας (PFUs), μια διαδικασία που είναι επιρρεπής σε ανωμαλίες χρώσης και ανθρώπινα σφάλματα μέτρησης.

Το νέο αυτοματοποιημένο σύστημα ανάλυσης ιικής πλάκας χωρίς λεκέδες αντικαθιστά τη χειροκίνητη καταμέτρηση πλάκας με ένα σύστημα ολογραφικής απεικόνισης χωρίς φακούς που απεικονίζει τα χωροχρονικά χαρακτηριστικά των PFUs κατά την επώαση. Στη συνέχεια χρησιμοποιείται ένας αλγόριθμος βαθιάς μάθησης για τον εντοπισμό, την ταξινόμηση και τον εντοπισμό των PFU με βάση τις αλλαγές που παρατηρούνται.

Το αυτοματοποιημένο σύστημα:

• 
  Εντοπίζει  περισσότερο από το 90% των ιικών PFUs χωρίς ψευδώς θετικά
  
  αποτελέσματα
  
  ,
  
• 
  είναι πολύ πιο γρήγορο από τον παραδοσιακό προσδιορισμό πλάκας, ο οποίος απαιτεί 48 ώρες επώασης για τον ιό,
  
• 
  έδειξε ακόμη μικρότερους χρόνους επώασης για αυτούς τους ιούς, εξοικονομώντας κατά μέσο όρο περίπου 20 – 48 ώρες,
  
• 
  δεν έχει ψευδώς θετικά αποτελέσματα σε όλα τα χρονικά σημεία.
  
• 
  
  Επιπλέον
  
  , το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάλυση ιικών δειγμάτων με περίπου 10 φορές υψηλότερες συγκεντρώσεις ιού από τις παραδοσιακές προσεγγίσεις.