Обычно, чтобы выяснить, какой вирус вызвал заболевание, врачи проводят ПЦР — анализ, выявляющий фрагменты вирусной ДНК. Даже если необходимое оборудование есть под рукой, результаты приходится ждать несколько часов. К тому же ПЦР не показывает, активен ли вирус, а это критично для постановки точного диагноза.
Японские ученые под руководством Нориясу Хашиды предложили альтернативный подход. Вместо поиска ДНК они разработали тест, который «видит» вирусные частицы как физические объекты. Для этого используется нанопора — микроскопическое отверстие, через которое вирусы проходят по одной. Пока частица «протискивается», прибор фиксирует изменения электропроводности, и эта электрическая волна уникальна для каждого типа вируса. На нее влияют размер, заряд и молекулярная структура, то есть своеобразная «подпись» вируса.
Анализ полученных данных берет на себя искусственный интеллект. Он распознает вирусы по характеру сигналов и даже умеет различать виды внутри одного семейства — с такой задачей стандартные методы справляются с трудом.
Новую систему испытали на вирусе герпеса, который поражает глаза и в тяжелых случаях может привести к слепоте. Врачи проанализировали образцы влаги из глаз пациентов, сравнив результаты с классической ПЦР. Метод на основе нанопор и ИИ показал 100% чувствительности, то есть не пропустил ни одного случая заражения. Специфичность составила 71,4%, но после корректировки параметров выросла до более чем 90%.
Эта технология может совершить прорыв в диагностике — определить вирусную инфекцию станет возможно за минуты прямо в кабинете врача, без лабораторий, ПЦР и ожидания.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ИИ научился обнаруживать больше 170 видов рака.