Бактеріальний «навігатор» точно відстежує, де людина побувала — вчені створили новий ШІ-інструмент

Дослідники створили ШІ-інструмент, який визначає місця перебування людини за зразками бактерій з її тіла.

Для розуміння принципу роботи нової технології варто згадати, як криміналісти використовують волосся, волокна, залишки пороху чи ґрунт, щоб пов’язати людину з певним місцем. Схожим чином працює новий інструмент від дослідників Лундського університету у Швеції.

Мікробні спільноти мають унікальні географічні особливості. Деякі бактерії поширені глобально, інші живуть лише в певних регіонах чи середовищах. Науковці зосередились на бактеріях, які залишають специфічні «відбитки» і можуть вказати на конкретне місце.

Для навчання ШІ використали велику базу даних: 4135 зразків із MetaSUBMetaSUB (The Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes) — це міжнародна база даних, яка містить геноми мікробів, зібрані з метро та міських середовищ., зібраних у метро та різних локаціях 53 міст, 237 проб ґрунту з 18 країн та 131 морський зразок із дев’яти водойм. Штучний інтелект навчили розпізнавати унікальні пропорції цих «відбитків» і пов’язувати їх із географічними координатами. Створену систему назвали Microbiome Geographic Population Structure, або скорочено mGPS.

Точність системи залежить від кількості зразків у базі даних. У добре представлених містах mGPS визначив правильну локацію у 92% випадків. Для міст із меншою кількістю зразків (менш як 100) точність становила 87%.

Для перевірки точності на малих відстанях дослідники протестували систему в трьох найбільш досліджених містах. У Гонконзі mGPS розрізняв станції метро на відстані 172 метри одна від одної. У Нью-Йорку технологія змогла відрізнити кіоск від поручня, розташованих на відстані менше метра. У Лондоні точність виявилася нижчою — лише половина зразків була правильно прив’язана до географічних кластерів. Дослідники пояснюють це різницею в чистоті станцій метро: зразки збирали до пандемії COVID-19, коли станції Гонконгу були «бездоганно чистими», а лондонські — значно менш доглянутими.

«Ми лише починаємо розуміти зв’язок між мікроорганізмами та середовищем», — каже Елхаїк. Наступним кроком науковці планують створити мікробіомні карти цілих міст, що допоможе у криміналістичних розслідуваннях та вивченні організмів, які живуть на вулицях, у садах і на тілі людини.

Дослідження було опубліковане в журналі Genome Biology and Evolution.

Джерело: New Atlas