現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中“再生醫(yī)療”領(lǐng)域的未來(lái)目標(biāo)是，人們利用自身體內(nèi)健康的細(xì)胞就能治愈疾病，這種個(gè)性化療法適合不同人的身體、基因以及身體中的微生物。在現(xiàn)實(shí)生活中，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想還存在許多障礙，復(fù)雜性是其一。
細(xì)胞之間巨大的差異使科學(xué)家很難預(yù)測(cè)在不同治療方案中細(xì)胞會(huì)有什么反應(yīng)。這其中涉及數(shù)百萬(wàn)個(gè)參數(shù)，也意味著藥物治療有數(shù)百萬(wàn)種出錯(cuò)的可能。表征細(xì)胞產(chǎn)物非常困難，因?yàn)樗鼈儾环€(wěn)定，也不均勻，表征的測(cè)試方法有很大誤差。在這里，精準(zhǔn)的測(cè)量是解決問題的關(guān)鍵，當(dāng)細(xì)胞被制成醫(yī)療產(chǎn)品時(shí)，科學(xué)家必須要精準(zhǔn)的測(cè)量細(xì)胞內(nèi)部，那么如何才能有效地測(cè)量具有數(shù)百萬(wàn)個(gè)參數(shù)的細(xì)胞呢？
細(xì)胞測(cè)量問題多年來(lái)一直困擾著醫(yī)療產(chǎn)品研究和開發(fā)人員。一種與年齡有關(guān)的視網(wǎng)膜黃斑變性疾?。ˋMD）會(huì)導(dǎo)致一些人在年齡增長(zhǎng)后逐漸失去視力，找到一種基于干細(xì)胞的有效療法有可能使這些病人受益。個(gè)性化的“再生醫(yī)療”似乎是這種疾病的最佳解決方案，但是相關(guān)的高質(zhì)量測(cè)量卻一直處于發(fā)展滯后階段。
為了解決這一難題，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）與美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院眼科研究所合作，使用一種顯微鏡來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)的眼部組織以達(dá)到治療失明的目標(biāo)。該團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中偶然發(fā)現(xiàn)一款用于個(gè)人理財(cái)?shù)拿麨椤吧疃壬窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)”的免費(fèi)開源人工智能程序有可能對(duì)他們的科研有很大幫助。測(cè)試結(jié)果實(shí)現(xiàn)了非常驚人的準(zhǔn)確度，人工智能程序?qū)?xì)胞變化做出的36次預(yù)測(cè)中只有1次錯(cuò)誤。
最新穎的是，輸入程序中的數(shù)據(jù)是一種用于收集所謂“明場(chǎng)”圖像的基本顯微鏡（生物學(xué)最古老的技術(shù)之一）獲取的。加上人工智能的助力，該團(tuán)隊(duì)使用的幾乎是將最現(xiàn)代的研究方法與最古老的方法結(jié)合在一起的方法。
明場(chǎng)顯微鏡的工作原理是從下面照亮一個(gè)樣品，密度較高的部分吸收光，在明亮的背景下會(huì)顯得很暗。它仍然是當(dāng)今生物學(xué)研究中使用最普遍的工具之一，且現(xiàn)在技術(shù)進(jìn)步已極大地改善了通過(guò)顯微鏡看到的范圍和細(xì)節(jié)。
但是明場(chǎng)顯微鏡的缺點(diǎn)是用顯微鏡很難進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。用這種顯微鏡拍攝的細(xì)胞照片很難與其它實(shí)驗(yàn)室中其它顯微鏡拍攝的照片進(jìn)行比較，部分原因是由于顯微鏡及其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)差異很大。到目前為止，實(shí)驗(yàn)室之間尚無(wú)好的方法相互報(bào)告結(jié)果，也無(wú)法確保在不同環(huán)境下這些結(jié)果可復(fù)制且可靠。
目前，研究小組開發(fā)了一種有效的干細(xì)胞工作新方法，稱為定量明場(chǎng)吸收顯微鏡（QBAM）。最近，研究成果發(fā)表在《臨床研究雜志》中。
視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（RPE）的透射光明場(chǎng)圖像
成熟的RPE傳遞黑色素，黑色素吸收光，在圖像中產(chǎn)生深色區(qū)域，可以看見直徑約為0.01到0.02毫米的圓形細(xì)胞。
定量“吸光度”圖像
人工智能算法能夠檢測(cè)出色素沉著的細(xì)微圖案，可以預(yù)測(cè)RPE標(biāo)本的質(zhì)量。
