不育症影响着7%的男性人口。现在人工智能(AI)可能即将帮助解决这个问题。
Steven Vasilescu博士表示,他和他的团队开发的人工智能软件可以识别严重不育男性样本中的精子,速度比训练有素的眼睛快1000倍。
“它可以在人类处理他们所看到的东西之前突出显示潜在的可行精子,”他说。
Vasilescu博士是澳大利亚悉尼科技大学 (UTS) 的生物医学工程师,也是医疗公司NeoGenix Biosciences的创始人。
他和他的同事开发的系统称为SpermSearch。
它旨在帮助射精中根本没有精子的男性,即10%的不育男性,这种情况称为非梗阻性无精症(NOA)。
通常在这些情况下,一小部分睾丸会被手术切除,并带到实验室,在那里胚胎学家可以手动寻找健康的精子。
将组织拆开并在显微镜下检查。如果发现任何有活力的精子,就可以将其提取并注射到卵子中。
Vasilescu 博士说,这个过程可能需要多名员工花费六到七个小时,并且存在疲劳和不准确的危险。
“当胚胎学家在显微镜下观察时,他们看到的只是一团糟——细胞的星景,”他说。
“里面有血液和组织。整个过程中可能只有10个精子,但可能有数百万个其他细胞。这就像大海捞针,”Vasilescu博士说。
他说,相比之下,当样本照片立即上传到计算机中时,SpermSearch可以在几秒钟内找到任何健康的精子。
为了达到这个速度,Vasilescu博士和他的同事通过向人工智能展示数千张此类图像来训练人工智能识别这些复杂组织样本中的精子。
在一篇发表的科学论文中,UTS生物医学工程团队表示,在测试中SpermSearch的速度比经验丰富的胚胎学家快1000倍。
然而,SpermSearch并不是为了取代胚胎学家,而是作为一种辅助工具。
莎拉·马丁斯·达席尔瓦博士表示,如此快速地找到精子至关重要。“时间至关重要,”邓迪大学生殖医学临床读者说。
“如果你有人收集了卵子,并且你有卵子需要受精,那么我们只有很短的时间窗口才能做到这一点。加快这一过程将是非常有利的。”
据广泛报道,精子数量在过去四十年里减少了一半,不孕症仍然是一个日益严重的问题。
据报道,男性生育能力下降的因素包括污染、吸烟、不良饮食、缺乏锻炼和压力过大等各种因素。
Meurig Gallagher博士是另一位致力于帮助患有不育问题的男性的学者。
作为伯明翰大学系统建模和定量生物医学中心的助理教授,他的新技术使用成像软件来跟踪精子尾部的速度和活动。
“观察尾巴可以洞察样本的健康状况,”他说。“微小的变化可以告诉我们精子是否处于环境压力下,即将死亡,或者正在对生物信号做出反应。”
与此同时,位于贝尔法斯特的生育公司Examen使用一种称为单细胞凝胶电泳的技术来识别单个精子中的DNA损伤。
Sheena Lewis教授和她的团队已经开发这项技术20多年。
然而,贝尔法斯特女王大学生殖医学名誉教授、Examen首席执行官刘易斯教授表示,虽然人工智能应用的发展令人兴奋,但医学发展却非常缓慢。
例如,SpermSearch目前正处于概念验证阶段,此前进行了一项仅涉及7名患者的小型试验。
“这还没有任何意义,”刘易斯教授说。“某种东西从概念验证到投入商用之间的时间可能在两到五年之间。
“它还有很长的路要走。它还针对极少数患有NOA的男性。你能做的任何事情都很棒 - 但它永远不会成为主流。”
回到悉尼后,瓦西莱斯库医生表示,像他们这样的治疗是“最后一站”。
“这可能是让卵子受精或停止治疗的区别,”他说。
“如果我们能让胚胎学家更高效、更准确,他们可能会发现原本找不到的精子。这让男人有机会成为自己亲生孩子的父亲。”
悉尼科技大学团队现在准备将他们的人工智能投入临床试验。“下一步是真正的活体怀孕,”瓦西莱斯库博士说。