deepBlastoid：深度学习加速早期妊娠研究

　　

沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员宣布开发了一种名为deepBlastoid的全新深度学习工具，用于在人工实验室条件下研究人类胚胎发育模型。KAUST的科学家们表示，deepBlastoid能够与专业科学家一样，以同等速度评估模型图像，但速度却提高了1000倍。  

人类胚胎的早期阶段对于理解生育能力、妊娠并发症以及发育障碍的起源至关重要。然而，由于伦理方面的考虑，对人类胚胎的直接研究受到限制。  

胚泡是代表胚胎处于胚泡阶段的细胞模型。该阶段始于受精后约五天，一直持续到胚胎植入母体子宫壁（即怀孕时刻）。重要的是，KAUST研究中的人类胚泡由干细胞而非任何胚胎组织构成，自2021年首次发现以来，它们迅速成为科学家研究早期胚胎发育的首选人体模型。  

在这项新研究中，KAUST 的研究人员使用超过 2000 张胚泡显微图像对 deepBlastoid 进行了训练，然后通过检查另外 10000 多张图像来判断化学物质对胚泡发育的影响。了解这些化学物质如何干扰胚泡发育，对于正在服用处方药或其他药物但希望怀孕的女性来说意义重大。  

“人们对胚胎发育的早期阶段知之甚少。通过deepBlastoid项目，我们可以扩大胚泡研究的规模，以研究胚胎发育以及化学物质对胚胎和妊娠的影响，”KAUST副教授李莫说道。李莫是干细胞生物学专家，其实验室率先使用人类胚泡建立了胚胎模型。  

他补充说，deepBlastoid 也将有助于推进体外受精等生殖技术。  

通常，科学家会通过系统地查看显微镜拍摄的大量图像库来手动评估类胚。这种方法不仅耗时，而且容易受到科学家知识水平和类胚制备方法的影响，而这些方法在不同实验室可能存在差异。而 deepBlastoid 每秒可处理 273 张图像，为科学家提供了一种在几分钟内评估数万个类胚的工具。 

“deepBlastoid 不仅在准确率上与人类水平相当，其吞吐量更是达到了前所未有的提升。这种效率使科学家能够在短时间内分析海量数据，从而实现此前无法实现的实验。”深度学习和计算机视觉专家、其研究团队开发了 deepBlastoid 的 KAUST 教授Peter Wonka说道。  

虽然李、旺卡和他们的同事使用 deepBlastoid 来研究胚状体，但他们表示，通过调整深度学习算法，他们的深度学习方法可以用于其他胚胎阶段和器官的干细胞模型。