Mit künstlicher Intelligenz durch die Zelle reisen

Stell dir vor, du könntest in die Zellen deines Körpers schauen und sehen, wie sie arbeiten. Forschende haben eine neue Methode entwickelt, um das zu tun.

Hast du schon mal von Fluoreszenzmikroskopie gehört? Das ist eine Technik, bei der Zellen mit speziellen Farben gefärbt werden, damit man sie unter dem Mikroskop besser sehen kann. Normalerweise muss man viele Bilder nacheinander machen, um verschiedene Teile der Zelle zu sehen. Das dauert lange und ist nicht immer genau. Forschende haben nun eine neue Methode entwickelt, um das zu ändern.

Was die Forschenden herausgefunden haben

Die Forschenden haben ein System namens AEMS-Net entwickelt. Mit diesem System können sie gleichzeitig zwei verschiedene Teile einer Zelle auf einem einzigen Bild erkennen. Das bedeutet, dass sie die Zelle viel schneller und genauer beobachten können. Zum Beispiel können sie sehen, wie Mitochondrien und Mikrotubuli zusammenarbeiten. Das sind wichtige Teile der Zelle, die für ihre Energieversorgung und Struktur zuständig sind. AEMS-Net kann die Bilder so gut interpretieren, dass es sogar erklären kann, wie es zu seinen Ergebnissen kommt.

Wie haben sie das gemacht?

Um das zu erreichen, haben die Forschenden eine spezielle Art von künstlicher Intelligenz namens Deep Learning verwendet. Sie haben ein Netzwerk entwickelt, das die Bilder der Zellen analysiert und wichtige Merkmale herausfiltert. Dazu haben sie Mechanismen eingebaut, die die Helligkeit der Bilder anpassen und wichtige Details hervorheben. Außerdem haben sie eine mathematische Theorie genutzt, um die Ergebnisse in einfache, verständliche Funktionen zu zerlegen. Das hilft, die komplexen Strukturen der Zellen besser zu verstehen.

Warum ist das wichtig?

Diese neue Methode ist wichtig, weil sie es Forschenden ermöglicht, die Zellen in Echtzeit zu beobachten. Das bedeutet, sie können sehen, wie sich die Zellen verhalten, während sie leben und arbeiten. Das ist besonders nützlich, um Krankheiten zu verstehen und neue Medikamente zu entwickeln. Zum Beispiel können sie sehen, wie Zellen auf bestimmte Behandlungen reagieren und so bessere Therapien entwickeln. Außerdem hilft es, die Grundlagen der Zellbiologie besser zu verstehen, was für viele wissenschaftliche Bereiche wichtig ist.

Du willst mehr über die Studie wissen?

Die Forschenden, die an dieser Studie beteiligt waren, heißen Mingyang Chen, Luhong Jin, Xuwei Xuan, Defu Yang, Yun Cheng und Ju Zhang. Die Ergebnisse wurden im Jahr 2025 veröffentlicht. Quelle: q-bio.SC

Zum Original-Paper auf ArXiv