Найди иголку в стоге сена: как искусственный интеллект подарил отцовство после 20 лет бесплодия
После 20 лет безуспешных попыток стать родителями, пара обрела надежду благодаря революционному методу STAR с искусственным интеллектом, который нашёл всего две жизнеспособные клетки для долгожданной беременности.
История, похожая на чудо, произошла благодаря прорывной технологии из Колумбийского университета. Паре, которая почти два десятилетия безуспешно боролась с бесплодием, наконец-то удалось достичь желанной беременности. Причиной долгожданного успеха стал революционный метод STAR (от английского Sperm Tracking and Recovery — отслеживание и восстановление сперматозоидов), в основе которого лежит искусственный интеллект и робототехника.
Проблема, с которой столкнулись супруги, известна как мужское бесплодие, вызванное азооспермией. Это состояние, при котором в эякуляте полностью отсутствуют сперматозоиды, затрагивает от 10 до 15% всех бесплодных мужчин. На протяжении многих лет пара прошла через множество болезненных и дорогостоящих процедур: несколько неудачных циклов ЭКО, ручной поиск сперматозоидов и две операции по их извлечению. Каждая из этих попыток не только отнимала силы, но и сопрягалась с рисками для здоровья мужчины, такими как повреждение сосудов, воспаление или снижение уровня тестостерона.
Традиционные методы лечения азооспермии имеют существенные недостатки. Хирургическое извлечение сперматозоидов далеко не всегда успешно, а ручной поиск в образцах ткани под микроскопом — это кропотливый, многочасовой процесс. Он требует огромного напряжения от эмбриологов и часто приводит к повреждению хрупких клеток из-за использования химических реагентов или центрифугирования. «Образец спермы может выглядеть совершенно нормально, но при рассмотрении под микроскопом вы увидите лишь море клеточного мусора и ни одной сперматозоиды», — поясняет Зев Уильямс, директор Центра репродуктивной медицины и старший автор исследования.
Именно для решения этой сложнейшей задачи и был создан метод STAR
Как это работает? Небольшой образец ткани помещается в специальную камеру. Роботизированная система с помощью высокоскоростной съёмки и алгоритмов искусственного интеллекта анализирует миллионы изображений, сканируя каждую частицу. ИИ обучен распознавать уникальный рисунок движения жгутика сперматозоида — его своеобразную «подпись», которая невидима для человеческого глаза. Как только система идентифицирует жизнеспособную клетку, робот с ювелирной точностью и скоростью извлекает её, не повреждая, для последующего использования в процедуре ЭКО или заморозки.
В ходе первого клинического испытания технологии STAR был проанализирован образец объёмом 3,5 мл. Система обработала колоссальные 2,5 миллиона изображений всего за два часа. Результат превзошёл все ожидания: среди миллионов клеток были обнаружены и аккуратно извлечены две единственные жизнеспособные сперматозоидные клетки. Этих клеток хватило, чтобы создать два эмбриона, один из которых привёл к успешной беременности, положив конец двадцатилетней борьбе с бесплодием.
Хотя этот случай является первым и пока единичным, его значение трудно переоценить. Он наглядно демонстрирует, что современные технологии способны преодолевать барьеры, которые ещё недавно считались непреодолимыми. «Для создания эмбриона нужна всего одна здоровая сперматозоидная клетка», — подчёркивают исследователи. Теперь у науки есть инструмент, который может её найти.
Метод STAR открывает новую страницу в репродуктивной медицине и дарит надежду тысячам пар по всему миру, которые слышали, что у них «нет шансов» завести биологического ребёнка. В настоящее время эффективность технологии продолжает изучаться в рамках более масштабных клинических исследований, и у этого направления — огромный потенциал, чтобы изменить множество судеб.
Проблема, с которой столкнулись супруги, известна как мужское бесплодие, вызванное азооспермией. Это состояние, при котором в эякуляте полностью отсутствуют сперматозоиды, затрагивает от 10 до 15% всех бесплодных мужчин. На протяжении многих лет пара прошла через множество болезненных и дорогостоящих процедур: несколько неудачных циклов ЭКО, ручной поиск сперматозоидов и две операции по их извлечению. Каждая из этих попыток не только отнимала силы, но и сопрягалась с рисками для здоровья мужчины, такими как повреждение сосудов, воспаление или снижение уровня тестостерона.
Традиционные методы лечения азооспермии имеют существенные недостатки. Хирургическое извлечение сперматозоидов далеко не всегда успешно, а ручной поиск в образцах ткани под микроскопом — это кропотливый, многочасовой процесс. Он требует огромного напряжения от эмбриологов и часто приводит к повреждению хрупких клеток из-за использования химических реагентов или центрифугирования. «Образец спермы может выглядеть совершенно нормально, но при рассмотрении под микроскопом вы увидите лишь море клеточного мусора и ни одной сперматозоиды», — поясняет Зев Уильямс, директор Центра репродуктивной медицины и старший автор исследования.
Именно для решения этой сложнейшей задачи и был создан метод STAR
Как это работает? Небольшой образец ткани помещается в специальную камеру. Роботизированная система с помощью высокоскоростной съёмки и алгоритмов искусственного интеллекта анализирует миллионы изображений, сканируя каждую частицу. ИИ обучен распознавать уникальный рисунок движения жгутика сперматозоида — его своеобразную «подпись», которая невидима для человеческого глаза. Как только система идентифицирует жизнеспособную клетку, робот с ювелирной точностью и скоростью извлекает её, не повреждая, для последующего использования в процедуре ЭКО или заморозки.
В ходе первого клинического испытания технологии STAR был проанализирован образец объёмом 3,5 мл. Система обработала колоссальные 2,5 миллиона изображений всего за два часа. Результат превзошёл все ожидания: среди миллионов клеток были обнаружены и аккуратно извлечены две единственные жизнеспособные сперматозоидные клетки. Этих клеток хватило, чтобы создать два эмбриона, один из которых привёл к успешной беременности, положив конец двадцатилетней борьбе с бесплодием.
Хотя этот случай является первым и пока единичным, его значение трудно переоценить. Он наглядно демонстрирует, что современные технологии способны преодолевать барьеры, которые ещё недавно считались непреодолимыми. «Для создания эмбриона нужна всего одна здоровая сперматозоидная клетка», — подчёркивают исследователи. Теперь у науки есть инструмент, который может её найти.
Метод STAR открывает новую страницу в репродуктивной медицине и дарит надежду тысячам пар по всему миру, которые слышали, что у них «нет шансов» завести биологического ребёнка. В настоящее время эффективность технологии продолжает изучаться в рамках более масштабных клинических исследований, и у этого направления — огромный потенциал, чтобы изменить множество судеб.