Имиджомика готова открыть новое понимание жизни

Новая научная область — имиджомика — за последний год достигла впечатляющего прогресса и находится на пороге крупных открытий о жизни на Земле.

Таня Бергер-Вольф, директор Института трансляционной аналитики данных в Университете штата Огайо, представила состояние этой дисциплины 17 февраля 2024 года на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS).

Имиджомика — это новая междисциплинарная область, использующая инструменты машинного обучения для понимания биологии организмов, особенно их биологических признаков (фенотипов), на основе изображений.

Эти изображения могут поступать с фотоловушек, спутников, дронов и даже из туристических фото животных, таких как зебры и киты. До развития искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения ученые не могли полноценно анализировать и использовать этот богатый информационный слой.

Одна из основных развивающихся областей исследования — понимание связи между фенотипами (наблюдаемыми признаками животных на изображениях) и их геномом (последовательностью ДНК, которая производит эти признаки).

Примером прогресса в имиджомике служит новое исследование бабочек-мимикров. Некоторые виды бабочек эволюционировали, чтобы выглядеть как другие, менее вкусные для хищников (например, птиц) виды. Человек и птицы часто не могут визуально отличить мимика от модели.

Однако машинное обучение способно анализировать изображения и выявлять очень тонкие различия в цвете или других признаках, которые различают виды.

Более того, подход имиджомики позволяет изменять изображения бабочек, чтобы понять, насколько значительными должны быть различия, чтобы обмануть птиц. Исследователи планируют печатать реалистичные изображения с тонкими различиями и тестировать реакцию настоящих птиц.

Этот подход использует ИИ не просто для воспроизведения известного, а для генерации новых проверяемых научных гипотез. Ученые также стремятся связать эти тонкие визуальные различия с конкретными генами, которые к ним приводят.

Ключевая цель — использовать новые знания, полученные с помощью имиджомики, для поиска способов защиты исчезающих видов и их мест обитания.