Развитие технологий даёт учёным больше возможностей по созданию новых диагностических подходов. Одной из динамично развиваемых областей является разработка методов, позволяющих неинвазивно (без забора биотканей) выявлять заболевания на ранней стадии. Одним из эффективных инструментов, позволяющих решать такие задачи, является биофотоника. Учёные Томского государственного университета и их индийские коллеги из Манипальской школы наук о жизни (Manipal School of Life Sciences) подготовили и выпустили монографию «Advances in Brain Imaging Techniques», в которой рассказывается о методах молекулярного имиджинга и искусственного интеллекта для исследования головного мозга и изучения его патологий.
– Мы представили собственные результаты и обобщили данные мировой литературы о современных достижениях техник нейроимиджинга, различных IT-инструментов, а также рассказали о новых подходах для исследования центральной нервной системы, – поясняет один из авторов монографии, заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения ТГУ Юрий Кистенёв. – Отличительной и очень важной чертой имиджинга является то, что помимо морфологической картины, он даёт информацию ещё и о молекулярном составе изучаемого объекта.
В монографии рассматриваются как классические методы визуализации мозга – МРТ, магнитно-резонансная спектроскопия, оптические методы: многофотонная микроскопия, оптическая когерентная томография и другие, так и новые инструменты. Одна из глав монографии посвящена применению технологий искусственного интеллекта, в первую очередь, машинного обучения для медицинской диагностики. В частности, подходы ИИ позволяют автоматически классифицировать изображения, разделять их на норму и патологию, верифицировать заболевание.
– МРТ больше реагирует на такие молекулы, как вода либо контрастное вещество. Разрешение МРТ пространственно хуже, нежели то, что дают оптические методы, – объясняет Юрий Кистенёв. – Оптические методы более специфичны. Управляя длиной волны оптического излучения, можно сфокусироваться на определённых молекулах, например, белках или клетках головного мозга определённого типа и более детально исследовать объект. Например, сделав в исследованиях акцент на белках, можно получить гораздо больше информации о метаболических процессах, нарушение которых ведёт к патологиям – ухудшению когнитивных функций и прочим.
Монография рассчитана, в первую очередь, на специалистов в области молекулярного имиджинга. Концентрированная информация по передовым наработкам в узкопрофильной области поможет им эффективно использовать современные оптические методы для исследования головного мозга и выявления его патологий.
Добавим, что учёные ТГУ уже более 10 лет активно развивают технологии молекулярного имиджинга совместно с партнёрами из ведущих научных центров России и мира. Так, совместно со специалистами из ведущих медицинских центров учёные ТГУ разработали на основе ИИ и методов биофотоники целый ряд новых диагностических подходов – для выявления инфаркта миокарда, опухолей щитовидной железы, рака простаты, опасных осложнений и других заболеваний. Применение новых инструментов способствует раннему выявлению патологий, что значительно повышает шансы пациента на выздоровление и помогает повысить качество его жизни.