Tương lai, trí tuệ nhân tạo có thể nguy hiểm nhưng bây giờ, nó đang giúp chúng ta chống lại ung thư

Xác định ung thư bằng mẫu máu là một xét nghiệm đầy thử thách. Thông thường, các bác sĩ thêm vào đó một hóa chất để làm hiện hình tế bào ung thư. Tuy nhiên, điều này khiến mẫu máu không thể sử dụng lại cho các phép phân tích khác. Trong trường hợp dùng các kỹ thuật quan sát cấu trúc tế bào, sẽ là rất mất thời gian và đôi khi các bác sĩ sẽ ngộ nhận cả tế bào dị dạng khỏe mạnh là ung thư.

Bây giờ, các nhà nghiên cứu tại Đại học California, Hoa Kỳ đã phát triển được một kỹ thuật chẩn đoán ung thư mới, khắc phục được hết các hạn chế này. Họ kết hợp một kính hiển vi đặc biệt và một thuật toán trí tuệ nhân tạo, cho phép chẩn đoán được thực hiện nhanh hơn, tốn ít năng lượng và chính xác hơn.

Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature.

Trí tuệ nhân tạo sẽ giúp nhận diện tế bào ung thư trong hàng ngàn tế bào này

Kỹ thuật mới sử dụng một kính hiển vi quang tử, cho phép chụp ảnh hàng trăm ngàn tế bào mỗi giây. Tất cả những hình ảnh này sau đó được đưa vào máy tính. Chương trình sẽ phân loại 16 tính chất khác nhau của tế bào, chẳng hạn như đường kính, hình dạng viền, bao nhiêu ánh sáng chúng hấp thụ…

Sau khi phân tích cơ sở hình ảnh nhất định, các nhà nghiên cứu đào tạo một chương trình máy tính với kỹ thuật “học sâu” (Deep learning), giúp nó có thể nhận diện chính xác tế bào ung thư tới 95%. “Học sâu” là một hình thức đang được quan tâm lớn của trí tuệ nhân tạo. Nó sử dụng các thuật toán phức tạp để trích xuất ý nghĩa từ dữ liệu, giúp chương trình ra quyết định chính xác.

Thách thức lớn nhất mà các nhà nghiên cứu đã vượt qua, khiến công trình được đăng tải trên tạp chí khoa học hàng đầu Nature, là làm thế nào để tăng chất lượng và số hóa nhanh những ảnh chụp lên máy tính.

Kính hiển vi thông thường sử dụng laser cho phép chụp ảnh nhanh tới hàng tỷ tấm mỗi giây, nhưng chất lượng ảnh quá tệ. Máy tính không đạt tới mức độ đủ nhanh để số hóa những tấm ảnh này và chất lượng của chúng không đủ để đào tạo một trí tuệ nhân tạo.

Hệ kính hiển vi sử dụng để các định tế bào ung thư

Do đó, các nhà khoa học phải chế tạo một ống kính đặc biệt giúp tăng độ trong hình ảnh đồng thời làm chậm tốc độ chụp xuống 36 triệu tấm mỗi giây. “Mỗi khung hình được làm chậm lại và tăng sáng. Vì vậy, nó có thể được số hóa”, giáo sư Mahjoubfar, người dẫn đầu nghiên cứu cho biết. “Điều này cho phép chúng tôi thực hiện chụp ảnh tế bào nhanh mà trí tuệ nhân tạo vẫn có thể phân biệt được chúng”.

Thông thường, chụp ảnh trong thời gian cực ngắn như vậy đòi hỏi cường độ sáng cao, đủ đế phá hủy các tế bào sống. Cách tiếp cận của Đại học Califfornia cũng loại bỏ được vấn đề này. “Thời gian kéo dài ra giúp chúng tôi xác định các tế bào ung thư với mức độ chiếu sáng thấp”, Claire Lifan Chen, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.

Viết trong kết luận nghiên cứu, các nhà khoa học cho biết hệ thống chẩn đoán kết hợp trí tuệ nhân tạo này có thể chính xác hơn 17% so với phương pháp hiện hành. Nó cho phép chẩn đoán ung thư nhanh và sớm hơn, dựa trên đặc tính vật lý của tế bào. Không những vậy, trí tuệ nhân tạo trải qua “học sâu” cũng có thể giúp chúng ta hiểu hơn về các gen ung thư, tạo thuận lợi cho quá trình điều trị bệnh.

Tham khảo Phys