Червь-нематода после получаса в горячей воде либо сворачивается кольцом, либо лежит, вытянувшись, как мокрая нитка. Эта разница в позе — не просто деталь, а целый тест на живучесть. Раньше, чтобы понять, замедляет ли лекарство старение, учёные неделями ждали, пока черви умрут естественной смертью, и вручную считали выживших. Теперь нейросеть смотрит на снимок и за секунды говорит, кто жив, а кто нет.
Представьте переводчика, который отвлекается на каждый шорох в зале — и час совещания превращается в два. Так и ручной подсчёт: медленно, с ошибками, с усталостью. Нейросеть же обучена на тысячах изображений. Она находит червя, выделяет его силуэт и оценивает, насколько он изогнут. Изогнутая поза — живой, прямая — мёртвый. Средняя вероятность по лунке даёт оценку выживаемости.
Из 2782 лекарств, уже одобренных для людей, 130 прошли первичный отбор, 31 подтвердились при повторном тесте. 18 из них продлили жизнь червям, причём 14 ранее не были известны как геропротекторы. Шесть сильнейших препаратов увеличили продолжительность жизни более чем на 30%. Три из них — исрадипин, клемизол и пиперациллин — снизили число стареющих клеток в культуре человеческих эндотелиальных клеток.
Этот метод можно перенести на другие стрессовые тесты и модели болезней. Узкое место — размер инкубатора и число медных блоков. При небольших вложениях можно тестировать тысячи соединений в неделю. Нейросеть можно дообучить для распознавания других поз, например паралича, чтобы искать лекарства от нейродегенеративных болезней. Возможен переход на полностью автоматические системы культивирования и визуализации.
Походка червя выдаёт его возраст. Раньше мы ждали, пока червь состарится и умрёт. Теперь мы заставляем его пережить короткий стресс и смотрим, как он двигается. Один и тот же признак — изгиб тела — стал быстрым и надёжным показателем жизнеспособности. И это только начало: если поза говорит о выживаемости, то, возможно, другие позы расскажут о других болезнях. Червь, который не может свернуться, может указать на лекарство от паралича.
Медные блоки, зажимающие планшет, устраняют «краевой эффект» — разницу в нагреве крайних и центральных лунок. Без них выживаемость в крайних лунках была бы ниже просто из-за неравномерного тепла.
Работа опубликована не на arXiv. Здесь её страница, PDF и формализация: проверить можно самим, а не только прочитать наш разбор.