AIアルゴリズムが生物イメージングの革新を実現(AI Algorithm Enables Biological Imaging Breakthroughs)

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2026-04-17 カリフォルニア工科大学(Caltech)

米国のCalifornia Institute of Technologyの研究チームは、生物学的イメージングを大幅に向上させる新たなAIアルゴリズムを開発した。従来の顕微鏡技術では解像度やノイズの制約が課題だったが、本手法は機械学習を用いて画像の欠損情報を補完し、より鮮明で高精度な構造可視化を可能にする。特に細胞内部の微細構造や動態の解析において有効で、観察の時間分解能や空間分解能の両方を改善する点が特徴である。また、実験データの取得負担を軽減しつつ高品質な画像再構成を実現できるため、研究効率の向上にも寄与する。本成果は生命科学研究や医療診断の高度化に貢献し、AIとバイオイメージングの融合分野を前進させるものと期待される。

<関連情報>

CellSAM:細胞セグメンテーションのための基礎モデル CellSAM: a foundation model for cell segmentation

Markus Marks,Uriah Israel,Rohit Dilip,Qilin Li,Changhua Yu,Emily Laubscher,Ahamed Iqbal,Elora Pradhan,Ada Ates,Martin Abt,Caitlin Brown,Edward Pao,Shenyi Li,Alexander Pearson-Goulart,Pietro Perona,Georgia Gkioxari,Ross Barnowski,Yisong Yue & David Van Valen
Nature Methods  Published:08 December 2025

AIアルゴリズムが生物イメージングの革新を実現(AI Algorithm Enables Biological Imaging Breakthroughs)

Abstract

Cells are a fundamental unit of biological organization, and identifying them in imaging data—cell segmentation—is a critical task for various cellular imaging experiments. Although deep learning methods have led to substantial progress on this problem, most models are specialist models that work well for specific domains but cannot be applied across domains or scale well with large amounts of data. Here we present CellSAM, a universal model for cell segmentation that generalizes across diverse cellular imaging data. CellSAM builds on top of the Segment Anything Model (SAM) by developing a prompt engineering approach for mask generation. We train an object detector, CellFinder, to automatically detect cells and prompt SAM to generate segmentations. We show that this approach allows a single model to achieve human-level performance for segmenting images of mammalian cells, yeast and bacteria collected across various imaging modalities. We show that CellSAM has strong zero-shot performance and can be improved with a few examples via few-shot learning. Additionally, we demonstrate how CellSAM can be applied across diverse bioimage analysis workflows. A deployed version of CellSAM is available at https://cellsam.deepcell.org/.

生物化学工学
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