Учени използват холограми, за да открият малария в кръвта

Снимка: IFLScience

Световната здравна организация (СЗО) определя комарите като най-смъртоносното животно в света, а кръвожадните насекоми са нещо повече от вредител за над 500 милиона души на планетата. Array

Техните ухапвания са наистина дразнещи, но болестите, които пренасят, могат да бъдат смъртоносни. От всички предавани от комари заболявания, маларията със сигурност е най-опасна, тъй като причинява смъртта на над 2.7 милиона души годишно.

Откриването на малария е доста лесно в западната медицина. Златният стандарт за диагностика е изследване на кръвна проба с микроскоп, но съвсем очаквано броят на медицинските експерти с подходящо оборудване в бедните държави е оскъден.

С други думи, малкото добре обучени лаборанти в Африка и Южна Азия трябва да прекарат дни пред микроскопа, за да се справят с всички случаи в страните си. Екип инженери от американския университет „Дюк“ обаче са разработили иновативна техника, която заменя експертите с компютърен алгоритъм.

В началото технологията им сканира кръвната проба с лазери, за да създадат нейно холографско изображение. Техниката е доста стандартна, а екипът я използва от години.

Изображенията могат да изобразяват деформации и различни признаци на инфекция в клетките, но те все пак трябва да бъдат анализирани, за да се прецени дали симптомите са от малария или друга болест.

Професор Адам Уакс и докторантът Хан Сан Парк идентифицират 23 показателя, като клетъчна дебелина и асиметрия, които помагат за разграничаването на заразените от здравите клетки.

Тези индикатори са се оказали полезни, но не толкова надеждни, колкото учените се надяват. Нито един от тях не надвишава точност от 90% сам по себе си, така че не са толкова ефективни, колкото опитното око на лаборант. Но тук се намесва компютърният алгоритъм.

Изследователите въвеждат данните на хиляди здрави и заразени клетки в програма за дълбоко обучение, която сама научава как да определя параметрите и комбинациите, които е най-вероятни да сигнализират за заразяване с малария.

След разглеждане на изображенията, алгоритъмът научава правилно да засича маларията с най-малко 97% точност и да обработва хиляди клетки в минута, като деконструира холограмите до опростени данни за въпросните 23 показателя.

Това прави технологията изключително достъпна за регионите с ограничени ресурси, където интернет връзката е непостоянна.

Макар да е успешен, алгоритъмът на Уакс и Парк продължава да е най-подходящ за ползване в лабораторни условия. След това обаче двамата са разработили преносима и по-достъпна версия на системата си, която струва около $500 и може да се ползва на терен.