新研究使用AI工具对头发进行分析以评估健康

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头发显然是一种重要的进化特征,它可以辅助调节体温、防止紫外线照射以及感应环境机械刺激。但同时,头发和健康息息相关,但是目前评估头发质量的方法通常是非定量的。


AI 模型加速并简化了头发量化过程,使显微镜能够一次扫描载玻片并收集数百根头发的图像。在几秒钟内,它可以捕获大量高分辨率数据,然后使用深度学习算法进行处理,该算法会收集每根头发的颜色、形状、宽度和长度。研究人员使用老鼠皮毛对其进行了测试,但它可以应用于包括人类在内的任何物种的头发。


9月3日,Journal of Investigative Dermatology杂志在线发表了来自华盛顿州立大学的研究人员的这项非常有意思及有意义的研究。

在许多方面,一个人的头发在某种程度上反映了健康,如果你开始用镊子将它们分开,很多头发科学家都是这样做的,你可以有一些非常有趣的发现,但你是在显微镜下手动完成的。”参与这项研究的WSU副教授兼首席研究员 Ryan Driskell 说。“所以,我的想法是,如果你能让一个计算机程序为你做这件事,会发生什么?

该应用程序的概念是由 WSU 分子生物科学研究生 Jasson Makkar 构想的,他的任务是手动分离数千根头发,用于 Driskell 实验室专注于头发和皮肤的各种研究项目。

为了将这个想法变为现实,Makkar 训练了一个 AI 计算机视觉模型,以使用 WSU 的高性能计算集群 Kamiak 来识别头发。在华盛顿动物疾病诊断实验室的 Aperio GT450 显微镜的额外帮助下,毛发纤维的高分辨率成像实现了自动化。


Makkar 说,该应用程序具有许多影响,包括在法医和美发产品行业,但允许科学家通过头发评估人或动物的健康状况可能是最重要的。


他说,通过确定每个物种健康头发的纵向数据点,可以为人类医生和兽医创建一个量表,根据头发对整体健康状况进行分级。不同的情况,例如荷尔蒙失衡或营养缺乏,会以可以检测并可能用于诊断的方式改变头发生长。


这项新技术不仅可以识别头发的来源物种,还可以揭示人类的年龄、健康状况和种族,这可能有助于刑事调查。

“执法机构有这种方法,将头发纤维分类用作刑事调查的取证工具,”Driskell 说。“这种方法一直存在一些争议,因为大部分工作是由法医技术人员完成的,他们目视识别在犯罪现场发现的毛发类型,然后将它们与所有哺乳动物的有限毛发类型数据库进行交叉比对。”


Driskell 补充说,该技术使科学家不仅可以以公正的方式对头发纤维进行高度准确的交叉引用,还可以生成一个足够大的数据库,以准确量化来自不同个体的头发类型和可能的解剖位置。


Makkar 说,使用这些相同的工具评估各种美发产品对头发的影响是该应用程序带来的另一项功能。


▼扫码阅读英文原文

Jasson Makkar, Jorge Flores, Mason Matich, Tommy T. Duong, Sean M. Thompson, Yiqing Du, Isabelle Busch, Quan M. Phan, Qing Wang, Kristen Delevich, Liam Broughton-Neiswanger, Iwona M. Driskell, Ryan R. Driskell. Deep Hair Phenomics: Implications in Endocrinology, Development, and Aging. Journal of Investigative Dermatology, 2024; DOI: 10.1016/j.jid.2024.08.014

*文章仅为分享医工交叉领域前沿技术及动态,无任何利益关系。如涉及版权问题,请联系我们删除。

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编辑 | 罗虎

参考 | Journal of Investigative Dermatology

审核 | 医工学人理事会

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