FLASH
Shkruar nga Pamfleti
Without the help of Artificial Intelligence, an embryologist would have to examine a sample under a microscope, a process that could take hours and ultimately prove fruitless.
In Vitro Fertilization (IVF) is a complex and often frustrating procedure for couples facing infertility. Over a period of about 2 weeks, the woman is injected with hormones to stimulate her ovaries to produce more eggs, while being monitored daily with blood tests and ultrasound scans.
Then the eggs are retrieved under anesthesia, the eggs are sent to a laboratory for fertilization and embryonic development. Even after this procedure, only about 56 percent of the embryos are suitable for transfer into the uterus, and it often takes several costly cycles, up to thousands of euros per cycle, to achieve pregnancy.
However, IVF has revolutionized reproductive medicine: today about 2 percent of people in the US are born through it, and globally 10 million children have been born this way since 1978. But could this technique be made simpler and more effective?
Several prominent fertility scientists and doctors told National Geographic that thanks to advances in Artificial Intelligence, an exciting new era for in vitro fertilization is on the horizon. Recent advances in AI, including the development of technologies capable of detecting sperm, sorting embryos, and monitoring them, aim to make the process more accessible and effective for patients.
"The use of Artificial Intelligence in reproductive medicine is truly at an extraordinary crossroads, poised to explode and revolutionize the way we approach reproductive health," says Viktoria S. Jiang, reproductive endocrinologist at Shady Grove Fertility in Atlanta, USA.
A team at Columbia University's Fertility Center predicts that the first baby in the United States will soon be born through artificial intelligence-assisted in vitro fertilization. The patient became pregnant in March of this year after 15 previous in vitro fertilization cycles had been unsuccessful.
Zev Williams, director of the fertility center at Columbia, is using an experimental system called STAR (Sperm Tracking and Recovery) to help solve one of the critical issues in in vitro fertilization: identifying the healthiest sperm.
STAR, Williams explains, uses Artificial Intelligence to identify healthy sperm, those that are alive, motile, and structurally intact, that would otherwise be impossible to distinguish with the naked eye.
Pas identifikimit të spermës, një robot heq qelizat pa pasur nevojë për centrifuga ose trajtime të tjera potencialisht të dëmshme. Procesi zgjat vetëm disa milisekonda. Pa ndihmën e Inteligjencës Artificiale, një embriolog do të duhej të shqyrtonte një mostër nën mikroskop, një proces që mund të zgjaste me orë të tëra dhe që në fund mund të rezultonte i pafrytshëm. “Ne kemi pasur teknikë me përvojë, që e shqyrtojnë mostrën për disa ditë pa gjetur asnjë spermatozoid të shëndetshëm. Mostra u analizua më pas me STAR, që zbuloi 44 spermatozoide optimalë brenda një ore”, thotë Uilliams.
Në dallim nga njerëzit, Inteligjenca Artificiale mund të analizojë pa mundim miliona imazhe, duke dalluar dallime delikate që mund t’i shpëtojnë syrit të njeriut.
“Në rastet e infertilitetit të rëndë mashkullor, sperma mund të jetë aq e rrallë saqë edhe embriologët më me përvojë mund të mos jenë në gjendje të zbulojnë asnjë spermatozoid të shëndetshëm.
Kjo është thjesht përtej aftësive njerëzore, por plotësisht e realizueshme duke përdorur çipat e specializuar mikrofluidë (të përdorur për të fotografuar dhe renditur spermatozoidet) që kemi zhvilluar dhe superkompjuterët e ndërtuar me porosi dhe imazhet me shpejtësi të lartë që janë pjesë e sistemit STAR", nënvizon eksperti.
Nga aty, punën e marrin përsipër njerëzit. Pas fekondimit, embrionet zhvillohen 5 ditë në inkubatorë si EmbryoScope, duke arritur fazën e blastocistit. Klasifikimi tradicional (AA, AB, BC) bazohet në vëzhgim mikroskopik subjektiv të qelizave të brendshme dhe të jashtme, një proces kohor që nuk ka ndryshuar që nga 1978.
Inteligjenca Artificiale po e ndryshon këtë. Një studim i publikuar në “Nature Medicine” në vitin 2024, trajnoi modele në mbi 115.000 embrione, arritur një saktësi të barabartë me embriologët. Algoritmet e Nikica Zaninoviç nga Ueill Lornell parashikojnë anomali kromozike (euploidi) me 70 për qind saktësi nga imazhe video, pa pasur nevojë për një biopsi invazive që rrezikon dëmtimin e embrioneve.
Studiuesit e trajnuan sistemin e Inteligjencës Artificiale duke i ofruar atij imazhe të embrioneve normale dhe anormale. Nga këto imazhe, IA mësoi të parashikonte nëse embrionet që nuk përfshiheshin në të dhënat origjinale ishin normale apo anormale.
Hapi tjetër, thotë Zaninoviç, janë disa shtresa në algoritëm, që mund të ndihmojnë në fazat fillestare të procesit, siç është identifikimi i vezëve të pashëndetshme dhe parashikimi se sa vezë duhet të ngrijë një grua për të siguruar një shtatzëni të suksesshme.
IA mund të jetë gjithashtu i dobishëm në fazat e klasifikimit dhe testimit pas-gjenetik, siç është vlerësimi i trashësisë së rreshtimit të mitrës dhe pranueshmërisë nga mitra pas transferimit të embrionit.
“Edhe pas testimit gjenetik para implantimit, abortet ende ndodhin në 10-15 për qind të rasteve. Dhe kjo mund të mos lidhet me vetë embrionin, por me mirëqenien e përgjithshme të pacientes”, thotë eksperti.
Another challenge that AI can help overcome is preventing potential errors, including mislabeling an embryo and implanting it in another patient. Embryos are so small, between 0.1 and 0.15 mm in diameter, that errors have occurred, although these are rare.
But despite the progress made by research institutions and startups, there are still reasons to be cautious about the limitations of Artificial Intelligence and its use in reproductive technologies.
Much of what happens in American IVF labs is not subject to government oversight. In the United States, only a few components of traditional IVF processes are regulated by the Food and Drug Administration (FDA), including some medical devices and genetic testing labs.
Clinics can join the Society for Assisted Reproductive Technology (SART), which publishes success rates and ensures that member clinics meet ethical guidelines, but membership is voluntary. The Centers for Disease Control and Prevention recently disbanded its IVF team.
This lack of oversight also applies to AI-assisted in vitro fertilization. Most current experiments are not regulated by the US federal government, with the exception of AI systems that classify embryos.
Meanwhile, experts say there are many ethical issues related to data privacy, algorithmic bias, and fairness. According to an article published this year in the Journal of Gynecology, Obstetrics, and Human Reproduction, many AI algorithms are difficult to interpret, both by doctors and patients, due to their lack of transparency.
This could be problematic, says Ali Abara, associate professor of endocrinology at Imperial College London, because AI could make “illogical” decisions that embryologists are not aware of.
For example, if many normal embryos randomly come from the same incubator in the laboratory, the AI model may incorrectly assume that an embryo in a particular incubator is more likely to be normal.
Furthermore, because AI systems are trained on large, often sensitive, data sets, there is a risk of data breaches or misuse./ Adapted "Pamphlet" from "Nationalgeographic.it".
Lini një Përgjigje