நுண்ணோக்கியின் கீழ் செல்கள் எண்ணுதல்: AI ஆய்வகத்தை விரைவுபடுத்துகிறது

ஒரு PhD மாணவர் 3 மணி நேரம் செல்களை எண்ணுகிறார். AI அதே ஸ்லைடுகளை 90 வினாடிகளில் எண்ணுகிறது, செவ்வாய் மற்றும் வெள்ளிக்கிடையில் தன்னுடன் முரண்படுவதில்லை.

செல் எண்ணுதல் உயிரியல், மருந்தியல் மற்றும் மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் மிகவும் திரும்பத்திரும்ப செய்யப்படும் பணிகளில் ஒன்றாகும். ஒவ்வொரு செல் வளர்ப்பு சோதனை, மருந்து அளவு ஆய்வு மற்றும் உயிர்த்திறன் சோதனையும் ஒரே கேள்வியுடன் தொடங்குகிறது: இந்த மாதிரியில் எத்தனை செல்கள் உள்ளன? பாரம்பரிய பதில் ஒரு ஹீமோசைட்டோமீட்டர், ஒரு நுண்ணோக்கி மற்றும் நிறைய பொறுமை தேவைப்படுகிறது. AI-இயங்கும் எண்ணிக்கை கருவிகள் இப்போது அனுபவம் வாய்ந்த ஆபரேட்டர்களைவிட சிறந்த நிலைத்தன்மையுடன் வினாடிகளில் முடிவுகளை வழங்குகின்றன.

கைமுறை எண்ணுதலின் கடினம்

ஹீமோசைட்டோமீட்டருடன் கைமுறை செல் எண்ணுதல் ஒரு நூற்றாண்டில் அரிதாகவே மாறிய ஒரு சடங்கைப் பின்பற்றுகிறது. மாதிரியை எண்ணும் அறையில் ஏற்றவும். கவர்ஸ்லிப் வைக்கவும். நுண்ணோக்கியை குவியம் செய்யவும். நான்கு மூலை நாற்பகுதிகளை எண்ணவும். சராசரியைக் கணக்கிடவும். நீர்த்த காரணியால் பெருக்கவும். எண்ணை பதிவு செய்யவும். அடுத்த மாதிரிக்கு மீண்டும் செய்யவும்.

ஒரு திறமையான தொழில்நுட்பரிடம் ஒரு மாதிரிக்கு 10 முதல் 15 நிமிடங்கள் ஆகும். ஒரு வழக்கமான செல் வளர்ப்பு நாளில் 10 முதல் 30 மாதிரிகள் இருக்கலாம், நேர-பாடம் கண்காணிப்பு தேவைப்படும் சோதனைகள் இதை மணிநேரங்கள் அல்லது நாட்கள் முழுவதும் பெருக்குகின்றன. கணக்கு விரைவாக அதிகரிக்கிறது: பல பகுப்பாய்வுகளை நடத்தும் ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழு வாரத்திற்கு 20 முதல் 30 மணி நேரம் எண்ணுதலுக்கு மட்டுமே எளிதாக செலவிடலாம்.

பெரிய பிரச்சனை நேரம் அல்ல, மாறுபாடு. ஹீமோசைட்டோமீட்டர் எண்ணிக்கையில் ஆபரேட்டர்களுக்கிடையிலான மாறுபாடு 52% வரை அடையலாம் என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன, ஒரே ஆபரேட்டரும் அதே மாதிரியின் மீண்டும் எண்ணிக்கைகளுக்கிடையில் 20% வரை மாறுபாட்டை உருவாக்குகிறார். அறை ஏற்றும் பிழைகள் சுமார் 4.6% பங்களிக்கின்றன, பைப்பெட்டிங் மேலும் 4.7% சேர்க்கிறது, கவர்ஸ்லிப் நிலையமைவும் 7.6% வேறுபாட்டை அறிமுகப்படுத்துகிறது. இந்த பிழை மூலங்கள் குவிந்தால், 15% ஐ விட சிறந்த மாறுபாட்டு குணகத்தை அடைய பல அறைகளில் நூற்றுக்கணக்கான செல்களை எண்ண வேண்டும்.

AI செல் எண்ணுதல் எவ்வாறு செயல்படுகிறது

AI செல் எண்ணுதல் அதே உள்ளீட்டில் தொடங்குகிறது: ஒரு நுண்ணோக்கி படம். வேறுபாடு அதன் பிறகு என்ன நடக்கிறது என்பதில் உள்ளது. நாற்பகுதிகளில் கண்களைச் சுருக்கும் மனிதனுக்கு பதிலாக, ஒரு கணினி பார்வை மாதிரி படத்தை பிரிக்கிறது, தனிப்பட்ட செல்களை அடையாளம் காண்கிறது மற்றும் நம்பிக்கை குறிப்பான்களுடன் எண்ணிக்கையை திருப்பி அனுப்புகிறது, பொதுவாக படத்திற்கு 30 வினாடிகளுக்குள்.

SnapCyte போன்ற கருவிகள் நுண்ணோக்கி கேமரா அல்லது ஸ்மார்ட்போன் அடாப்டர் வழியாக 10X பெரிதாக்கத்தில் எடுக்கப்பட்ட நிலையான ஹீமோசைட்டோமீட்டர் படங்களுடன் நேரடியாக வேலை செய்கின்றன. AI தானாகவே கிரிட் கோடுகளைக் கண்டறிந்து, எண்ணும் பகுதிகளுக்குள் செல்களை அடையாளம் கண்டு, செறிவு மற்றும் உயிர்த்திறனைக் கணக்கிடுகிறது. கைமுறை உள்ளமைவு இல்லாமல் Neubauer, மேம்படுத்தப்பட்ட Neubauer மற்றும் Burker அறை வகைகளை ஆதரிக்கிறது.

வளர்ப்புத் தட்டுகளில் ஒட்டிக்கொண்ட செல்களுக்கு, AI-மேம்படுத்தப்பட்ட நுண்ணோக்கியல் செல்களை நேரடியாகப் பாத்திரத்தில் கண்டறிய கட்ட-மாறுபாடு அல்லது ஒளிர்வு படமெடுப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. டிரிப்சினைசேஷன் இல்லை, மாதிரி மாற்றம் இல்லை, ஹீமோசைட்டோமீட்டர் இல்லை. செல்கள் தங்கள் வளர்ச்சி சூழலில் தொந்தரவு இல்லாமல் இருக்கின்றன.

துல்லியம் மற்றும் மீளுருவாக்கம்

AI செல் எண்ணுதல் உயிருள்ள மற்றும் இறந்த செல் கலவைகளுக்கு 6.26% க்கும் குறைவான சராசரி முழுமையான சதவீத பிழையை அடைகிறது, கைமுறை ஹீமோசைட்டோமீட்டர் எண்ணிக்கையின் 15 முதல் 52% மாறுபாட்டு வரம்பை விட கணிசமாக சிறந்தது. இன்னும் முக்கியமாக, AI அதே படத்தை செயலாக்கும் ஒவ்வொரு முறையும் அதே முடிவை உருவாக்குகிறது.

மீளுருவாக்கமே உண்மையான நன்மை. மருந்து ஸ்கிரீனிங்கில், அடிப்படை செல் எண்ணிக்கையில் 20% மாறுபாடு ஒவ்வொரு கீழ்நிலை கணக்கீட்டிலும் அடுக்கடுக்காகப் பரவுகிறது: IC50 மதிப்புகள் மாறுகின்றன, டோஸ்-பதில் வளைவுகள் ஆடுகின்றன, சோதனைகளுக்கு புள்ளியியல் முக்கியத்துவத்தை அடைய கூடுதல் நகல்கள் தேவைப்படுகின்றன. தொடக்கத்தில் நிலையான எண்ணிக்கை அதைத் தொடர்ந்து வரும் ஒவ்வொரு முடிவையும் இறுக்குகிறது.

நன்றாக வேலை செய்யும் செல் வகைகள்

AI எண்ணிக்கை பரந்த அளவிலான செல் வகைகள் மற்றும் தயாரிப்புகளை கையாளுகிறது.

முக்கிய சவால்கள் மிகவும் மேற்பொருந்தும் செல் கொத்துகள், அடர்த்தியான குப்பைத் துறைகள் மற்றும் நுண்ணோக்கி பொருள்கண்ணாடியின் தெளிவுத்திறன் வரம்புக்குக் கீழ் மிகச் சிறிய செல்கள் ஆகும். 10X முதல் 20X பெரிதாக்கத்தில் பெரும்பாலான நிலையான செல் வளர்ப்பு வேலைக்கு, AI எண்ணிக்கை உற்பத்திக்குத் தயார்.

புதிய வன்பொருள் இல்லாமல் தொடங்குதல்

நுழைவுத் தடை பெரும்பாலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் எதிர்பார்ப்பதை விடக் குறைவு. AI செல் எண்ணிக்கை கருவிகள் ஏற்கனவே உள்ள நுண்ணோக்கி அமைப்புகளுடன் வேலை செய்கின்றன, சிறப்பு தானியங்கி எண்ணி தேவையில்லை. கேமரா இணைப்புடன் ஒரு நிலையான ஆய்வக நுண்ணோக்கி போதுமானது. சில கருவிகள் ஐபீஸ் வழியாக எடுக்கப்பட்ட ஸ்மார்ட்போன் படங்களுடன் கூட வேலை செய்கின்றன.

ஏற்கனவே ஹீமோசைட்டோமீட்டர்களைப் பயன்படுத்தும் ஆய்வகங்களுக்கு, மாற்றம் உடனடியானது: நீங்கள் வழக்கமாக கண்ணால் எண்ணும் படத்தை எடுங்கள், பதிவேற்றுங்கள், நம்பிக்கை மேலடுக்குடன் எண்ணிக்கையைப் பெறுங்கள். ஹீமோசைட்டோமீட்டர் இருக்கிறது, கண் அழுத்தம் போகிறது.

முடிவுரை

செல் எண்ணுதல் ஒரு நூற்றாண்டுக்கும் மேலாக ஆராய்ச்சி ஆய்வகங்களில் கைமுறை, அகநிலை தடையாக இருந்தது. AI உயிரியலை மாற்றவில்லை, எண்ணிக்கையின் நேரம், நிலைத்தன்மை மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மாற்றுகிறது. 15 நிமிடங்களுக்கு பதிலாக 30 வினாடிகளுக்குள். 15 முதல் 52% மாறுபாட்டிற்கு பதிலாக 6% க்கும் குறைவான பிழை. செவ்வாய் மற்றும் வெள்ளியில் அதே முடிவு.

அடுத்த முறை ஒரு செல் வளர்ப்பு சோதனை 30 நிமிட ஹீமோசைட்டோமீட்டர் எண்ணிக்கையுடன் தொடங்கும்போது, அறையை புகைப்படம் எடுக்க முயற்சிக்கவும். இன்குபேட்டர் கதவு மூடுவதற்கு முன்பே எண்ணிக்கை தயாராக இருக்கும்.