ข่าว | จากการคัดเลือกด้วยมือสู่ระบบอัจฉริยะ: AI ช่วยคัดเลือกอสุจิได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ข่าว | จากการคัดเลือกด้วยมือสู่ระบบอัจฉริยะ: AI ช่วยคัดเลือกอสุจิได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) กำลังได้รับความสนใจมากขึ้นในเทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์ การทบทวนอย่างเป็นระบบที่เผยแพร่ในวารสาร Fertility and Sterility เมื่อไม่นานมานี้ได้ศึกษาการใช้ AI และแมชชีนเลิร์นนิงในการคัดเลือกอสุจิ ซึ่งเป็นแนวทางใหม่ในการเพิ่มผลสำเร็จของเทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์ (ART)

เหตุใดการคัดเลือกอสุจิจึงสำคัญ

ผู้คนทั่วโลกมากกว่า 100 ล้านคนเผชิญภาวะมีบุตรยาก โดยมีปัจจัยจากฝ่ายชายเกี่ยวข้องประมาณ 50% ของกรณีทั้งหมด การตรวจวิเคราะห์น้ำอสุจิเป็นขั้นตอนสำคัญในการวินิจฉัยและรักษาภาวะมีบุตรยากในชาย โดยประเมินรูปร่าง การเคลื่อนไหว และความสมบูรณ์ของ DNA อสุจิ อย่างไรก็ตาม การคัดเลือกอสุจิคุณภาพดีที่สุดจากอสุจิหลายล้านตัวเพื่อฉีดอสุจิเข้าไซโทพลาซึมของเซลล์ไข่ (ICSI) ใช้เวลานานและมีโอกาสผิดพลาด

แม้ ART จะก้าวหน้า แต่อัตราความสำเร็จยังมีข้อจำกัด ส่วนหนึ่งเพราะการคัดเลือกอสุจิยังแม่นยำไม่เพียงพอ ปัจจุบันการคัดเลือกอาศัยการประเมินรูปร่างและการเคลื่อนไหวของอสุจิด้วยสายตาตามมาตรฐานองค์การอนามัยโลก (WHO) เป็นหลัก ข้อจำกัดด้านเวลาทำให้นักวิทยาศาสตร์ตัวอ่อนประเมินลักษณะอสุจิอย่างละเอียดและครอบคลุมได้ยาก ซึ่งอาจกระทบต่อผลการปฏิสนธิ AI จึงมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง

AI และแมชชีนเลิร์นนิงในการคัดเลือกอสุจิ

AI แสดงให้เห็นว่าสามารถระบุตัวอ่อนที่มีศักยภาพในการพัฒนาและฝังตัวสูงสุดได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมลดเวลาและภาระของนักวิทยาศาสตร์ตัวอ่อนในการประเมินด้วยสายตาและจัดเกรดด้วยมือ การผสานข้อมูลทางพันธุกรรมกับข้อมูลภาพช่วยให้ AI คัดเลือกอสุจิได้อัตโนมัติ แม่นยำ และมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

อัลกอริทึม AI ช่วยกำหนดมาตรฐานและเร่งการวิเคราะห์รูปร่างอสุจิ เมื่อใช้ร่วมกับดีปเลิร์นนิง มีรายงานว่าความแม่นยำอาจสูงถึง 98% ตัวอย่างเช่น สามารถฝึก AI ด้วยชุดภาพอสุจิคุณภาพสูงเพื่อประเมินรูปร่าง ความสมบูรณ์ของ DNA และการเคลื่อนไหวของอสุจิแต่ละตัว พร้อมลดอิทธิพลจากความเห็นส่วนบุคคล

เทคนิคและผลการศึกษาสำคัญ

การประเมินความสมบูรณ์ของ DNA:

ความเสียหายที่ส่วนหัวของอสุจิอาจทำให้โครโมโซมผิดปกติ DNA แตกหัก และเทโลเมียร์สั้นลง นักวิจัยได้พัฒนาอัลกอริทึมแมชชีนเลิร์นนิงโดยอิงดัชนีการแตกหักของ DNA (DFI) และใช้วิธีต่าง ๆ เช่น อิเล็กโทรโฟรีซิสแบบเจลเซลล์เดี่ยว (SCGE) และการตรวจโครงสร้างโครมาตินของอสุจิ เพื่อประเมินคุณภาพอสุจิแต่ละตัวอย่างแม่นยำ

การวิเคราะห์การเคลื่อนไหว:

AI ผสานการวิเคราะห์อสุจิด้วยคอมพิวเตอร์ (CASA) ชิปไมโครฟลูอิดิกส์ และการถ่ายภาพโฮโลกราฟิก เพื่อยกระดับการวิเคราะห์การเคลื่อนไหวของอสุจิ ตัวอย่างเช่น แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อิงการเคลื่อนไหวเป็นเกลียวของหางในสามมิติ (3D) สามารถทำนายความสามารถในการว่ายได้แม่นยำขึ้น

การเพิ่มประสิทธิภาพแบบหลายพารามิเตอร์:

ระบบ AI ผสานข้อมูลรูปร่าง รูปแบบการเคลื่อนไหว ความสมบูรณ์ของ DNA และข้อมูลอื่นเพื่อคัดเลือกอสุจิที่ดีที่สุดโดยอัตโนมัติ ช่วยเพิ่มอัตราการปฏิสนธิและการตั้งครรภ์ใน ART อย่างมีนัยสำคัญ

แนวโน้มในอนาคต

เมื่ออัลกอริทึม AI พัฒนาขึ้น ห้องปฏิบัติการช่วยการเจริญพันธุ์จะสามารถใช้ชุดภาพอสุจิที่มีขนาดใหญ่และคุณภาพสูงขึ้น เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการคัดเลือกให้ดียิ่งขึ้น เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงลดภาระงานของนักวิทยาศาสตร์ตัวอ่อน แต่ยังเพิ่มความหวังให้ผู้ที่เผชิญภาวะมีบุตรยาก

ที่มา:

รวบรวมจากอินเทอร์เน็ต