Chloé Leroy
Un système émergent combinant imagerie rapide et intelligence artificielle pourrait aider les scientifiques à dresser un tableau complet des changements environnementaux présents et historiques, en analysant rapidement et précisément le pollen.
Les grains de pollen de différentes espèces végétales sont uniques et identifiables en fonction de leur forme. L’analyse des grains de pollen capturés dans des échantillons tels que des carottes de sédiments provenant de lacs aide les scientifiques à comprendre quelles plantes prospéraient à un second donné de l’histoire, remontant potentiellement à des milliers, voire des thousands and thousands d’années.
Jusqu’à présent, les scientifiques comptaient manuellement les styles de pollen présents dans les sédiments ou dans des échantillons d’air à l’aide d’un microscope optique – une tâche spécialisée et fastidieuse.
L’équipe espère que la technologie pourra un jour être appliquée à des lectures de pollen furthermore précises dans l’environnement actuel, ce qui pourrait aider les personnes souffrant du rhume des foins à atténuer leurs symptômes.
Le Dr Ann Ability, de l’Université d’Exeter, a déclaré : « Le pollen est un indicateur environnemental critical, et rassembler le puzzle des différents sorts de pollen présents dans l’atmosphère, aujourd’hui et dans le passé, peut nous aider à dresser un tableau de la biodiversité et changement climatique.
“Cependant, reconnaître à quelle espèce végétale appartient le pollen au microscope demande énormément de travail et n’est pas toujours réalisable. Le système que nous développons réduira considérablement le temps nécessaire et améliorera les classifications. Cela signifie que nous pourrons construire une image moreover riche de pollen dans l’environnement beaucoup plus rapidement, révélant ainsi l’évolution du climat, de l’activité humaine et de la biodiversité au fil du temps, ou mieux comprendre quels allergènes sont présents dans l’air que nous respirons.
L’équipe a déjà utilisé le système pour analyser automatiquement une tranche de carotte de sédiments lacustres vieille de 5 500 ans, classant rapidement moreover d’un millier de grains de pollen. Dans le passé, il aurait fallu jusqu’à huit heures à un spécialiste pour compter et catégoriser – une tâche que le nouveau système accomplissait en bien moins d’une heure.
Le nouveau système utilise la cytométrie en flux par imagerie, une technologie généralement utilisée pour étudier les cellules dans le cadre de la recherche médicale, afin de capturer rapidement des images de pollen. Un sort special d’intelligence artificielle a ensuite été développé, basé sur l’apprentissage profond, pour identifier les différents styles de pollen dans un échantillon environnemental. Cela permet de faire ces distinctions même lorsque l’échantillon est imparfait.
Le Dr Claire Barnes, de l’Université de Swansea, a déclaré : « Jusqu’à présent, les systèmes d’IA en développement pour catégoriser le pollen apprennent et testent sur les mêmes bibliothèques de pollens, ce qui signifie que chaque échantillon est parfait et appartient à des espèces précédemment vues par le réseau. Ces systèmes ne sont pas capables de reconnaître le pollen de l’environnement qui a subi quelques coups en cours de route, ni de catégoriser le pollen non inclus dans les bibliothèques de development. L’intégration d’une edition exceptional de l’apprentissage profond dans notre système signifie que l’intelligence artificielle est in addition intelligente et applique une approche plus flexible. approche d’apprentissage. Il peut traiter des visuals de mauvaise qualité et utiliser les caractéristiques communes des espèces pour prédire à quelle famille de plantes appartient le pollen, même si le système ne l’a pas vu auparavant pendant l’entraînement.
Dans les années à venir, l’équipe espère affiner et lancer le nouveau système, et l’utiliser pour en apprendre davantage sur le pollen de graminées, un irritant particulier pour les personnes souffrant du rhume des foins. Le Dr Electric power a déclaré : « Certains pollens de graminées sont furthermore allergènes que d’autres. Si nous pouvons mieux comprendre quels pollens sont répandus à des moments précis, cela conduirait à des améliorations dans les prévisions polliniques qui pourraient aider les personnes atteintes du rhume des foins à réduire leur exposition. »
La recherche est soutenue par le Nationwide Ecosystem Investigate Council (NERC) et les Countrywide Institutes of Overall health des États-Unis.
