人工智能识别胚胎发育的节奏和阶段

动物胚胎在从胚胎发育到功能组织的过程中经历了一系列特征发育阶段这种生物过程在很大程度上受到基因控制，并遵循不同动物物种的相似模式然而，在尾部——个体物种之间和胚胎物种之间——存在差异例如，对单个胚胎阶段进行粗略评估的成分可能会有所不同胚胎发育中的这些变化被认为是进化的重要驱动力，因为它们具有这些特征，从而促进进化适应和生物多样性

研究动物胚胎发育对理解进化机制具有重要意义但是，如何有效地客观地记录长期发展中的差异，如发展阶段的时间？康斯坦茨大学的研究人员利用系统物理学家PatrickMü；基于人工智能（AI）的开发和使用方法在《自然方法》的当前文章中，他们描述了一种新的方法，该方法可以自动捕捉开发过程的时间，并在没有人类输入的情况下识别特征——标准化和跨物种的基础上

每个胚胎都有点不同

我们目前对动物胚胎发生和个体发育阶段的认识是基于对不同年龄的苔藓虫的研究，我们在化学显微镜下观察到了这些知识，并在下文中进行了描述感谢他的辛勤工作，今天可以从许多动物标本中找到包含单个胚胎阶段详细图片的参考书“然而，胚胎软化在化学显微镜下看起来并不像化学图上所示的那样完全一样。个体阶段之间的转换不会中断，而是更为渐进，”Mü解释道；ller将胚胎手动分配到不同的发育阶段是为了给实验和其主题提供更多的机会

是什么让事情变得更加困难：胚胎发育并不总是按照预期的时间表进行“各种因素可能会影响女性的发育，例如温度，”解释道Mü；ller人工智能支持的方法和他的同事们开发了一个实质性的步骤对于第一个应用示例，研究人员用超过300万个斑马鱼胚胎图像构建了TwinNetwork，这些胚胎正在健康发育他们建立了一个人工智能模型来自动确定斑马鱼胚胎的发育地理位置

客观、准确、可推广

研究人员可以证明，识别斑马鱼胚胎发生的关键步骤和检测单个发育阶段的能力是完全自动的，无需人工输入在这项研究中，研究人员使用AI系统来比较胚胎的发育阶段，并描述斑马鱼胚胎发育的温度依赖性尽管炎症与正常发育的胚胎的图像有关，但它也能够确定可能在胚胎的特定百分比内发生的或可能由环境或毒素引发的异常格式

最后一步，研究人员发现了多种牙齿和动物物种，如挠痒鼠或隐杆线虫，它们在进化上与斑马鱼不同“只要有必要的图像材料可用，我们基于TwinNetwork的方法就可以用于分析不同时间和阶段的各种动物物种的潜在发展。即使不存在这些动物物种的比较数据，我们的系统也以客观、标准化的方式工作，”Mü；勒解释道该方法具有巨大的潜力，可用于预测先前未鉴定的动物物种的发展和进化