Uma equipa de investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) em Portugal, juntamente com a Universidade Åbo Akademi na Finlândia, o consórcio AI4Life e outros colaboradores, desenvolveram uma plataforma inovadora, a DL4MicEverywhere, publicada hoje na prestigiada revista científica Nature Methods*. Esta plataforma facilita o acesso a ferramentas de inteligência artificial (IA) avançada a cientistas na área de ciências da vida para a análise de imagens de microscopia.
Independentemente do seu conhecimento computacional, os cientistas são capazes de treinar e usar facilmente modelos de aprendizagem profunda no seu próprio trabalho de investigação.
A aprendizagem profunda, um subcampo da IA, revolucionou a análise de conjuntos de dados de microscopia extensos e complexos, permitindo aos cientistas identificar, rastrear e analisar automaticamente células e estruturas subcelulares. No entanto, a falta de recursos computacionais e conhecimentos em IA tem dificultado a adoção destas técnicas na investigação em ciências da vida por parte de muitos cientistas no seu trabalho. A DL4MicEverywhere traz uma solução para estes desafios, criando uma interface intuitiva para os investigadores treinarem e usarem modelos de aprendizagem profunda em qualquer tipo de experiência de análise de imagem em diferentes infraestruturas computacionais, desde simples computadores a clusters de alto desempenho.
“A DL4MicEverywhere faz uma ponte entre os avanços tecnológicos da IA e a investigação biomédica”, dizIvan Hidalgo-Cenamor, primeiro autor do estudo e investigador no IGC. “Com esta plataforma, qualquer cientista pode ter acesso a métodos de ponta em microscopia, permitindo-lhes analisar automaticamente os seus dados e potencialmente fazer novas descobertas biológicas”, acrescenta.
A plataforma DL4MicEverywhere baseia-se no trabalho anterior da equipa, ZeroCostDL4Mic, para permitir o treino e utilização de modelos em vários ambientes computacionais. A plataforma também inclui uma interface fácil de usar e expande a coleção de métodos que os utilizadores podem aplicar a tarefas comuns de análise de imagens de microscopia. “A DL4MicEverywhere tem como objetivo democratizar a IA para a microscopia, promovendo contribuições da comunidade científica e aderindo aos princípios FAIR para software em ciência – tornar os softwares encontráveis, acessíveis, interoperáveis e reutilizáveis”, explica a Dra. Estibaliz Gómez-de-Mariscal, co-autora principal do estudo e investigadora no IGC.
“Esperamos que esta plataforma capacite investigadores em todo o mundo para que possam usar as técnicas mais avançadas no seu trabalho, independentemente dos seus recursos ou conhecimentos”.
O desenvolvimento da DL4MicEverywhere é um ótimo exemplo do ambiente colaborativo na ciência. Em primeiro lugar, foi desenvolvido com o objetivo de permitir a qualquer investigador de todo o mundo tirar partido das tecnologias mais avançadas em microscopia, contribuindo para acelerar as descobertas científicas. Em segundo lugar, só foi possível graças a uma colaboração internacional de especialistas em informática, análise de imagem e microscopia, com contribuições fundamentais do consórcio AI4Life. O projeto foi co-liderado por Ricardo Henriques, no IGC, e Guillaume Jacquemet, na Universidade Åbo Akademi.
“Este trabalho representa um marco importante para tornar a IA mais acessível e utilizável para a comunidade que usa microscopia”, comenta o Prof. Jacquemet, continuando: “Ao permitir que os investigadores partilhem facilmente os seus modelos e pipelines de análise, podemos acelerar descobertas científicas e melhorar a reprodutibilidade na investigação biomédica”.
“A DL4MicEverywhere tem o potencial de ser transformadora para as ciências da vida”, acrescentou o Prof. Henriques, dizendo ainda: “Alinha-se com a nossa visão na AI4Life de desenvolver soluções de IA sustentáveis que capacitem os investigadores e impulsionem a inovação na saúde e outras áreas”.
A plataforma DL4MicEverywhere está disponível gratuitamente como um recurso de código aberto, refletindo o compromisso das equipas com a ciência aberta e a reprodutibilidade. Os investigadores acreditam que, ao reduzir as barreiras à análise avançada de imagens de microscopia, DL4MicEverywhere permitirá avanços em diversos campos de investigação em ciências da vida, desde a biologia celular básica até à descoberta de medicamentos e medicina personalizada.
