Ali Ertürk – şəffaflaşdırılmış toxumanı süni intellektlə təhlil edən, xəyal qurmağın elmə faydalı olduğunu deyən qabaqcıl alimimiz

Bəzi tədqiqatçılar planlarına «çox uzaq» deyir, başqaları daha az nəzakətli sözlər işlədir, Ali Ertürk bildirir. Özünü sərt tənqid edə bilər, amma nevroelm, nanotexnologiya, qabaqcıl mühəndislik və dərin öyrənmə daxil çox sahədə çalışan «xəyalpərəst» adlandırır. Münhen Ludwig Maximilian Universitetinin tədqiqatçısı Ertürk «İndiyədək əyləncəli idi və getdikcə həyəcanlanır», deyir. Ali Ertürk Münhen yaxınlığında Helmholtz Mərkəzində yeni toxuma mühəndisliyi və regenerativ tibb institutuna rəhbərlik edir. 15 millətdən 20 nəfərlik laboratoriyası kompüter elmləri, nevroelm, kimya, mühəndislik və mikroskopiya mütəxəssislərindən ibarətdir. Ertürk tarixçi Yuval Noah Hararinin Homo Deus: Sabahın qısa tarixi kitabından ilham alır; insanlığın 22-ci əsr üçün özünü necə planlaşdırdığını və müxtəlif sahə ekspertizasını birləşdirməklə elmi irəliləyişi gücləndirdiyini təsvir edir. «Bu, mütləq biologiya ilə dərin öyrənmədə baş verir», deyir Ertürk.

Ali Ertürkün tədqiqatları

2006-cı ildə Ertürk alman qabaqcıl anatom Werner Spalteholzun bir əsr əvvəl çalışdığı toxumaları təmizləməyə (şəffaf / transparent etməyə) başladı. Beynin təfərrüatlı quruluşunu görmək üçün şəffaflaşdırmanın gücünü ortaya çıxarmaq məqsədilə flüoresan mikroskopiyası və GFP etiketlərini götürdü. Komandası ilə siçanı tam şəffaflaşdırıb lazer skan mikroskopu ilə görüntülədilər, beləcə şiş və metastazları tək hüceyrə səviyyəsində araşdırdılar.

AşağıdaAli Ertürk və komandasının siçanın bütün bədənində ən kiçik metastazı belə aşkar edən yeni hazırladığı DeepMACT adlı dərin öyrənmə — çoxqatlı süni neyron şəbəkələri — əsaslı texnologiya tədqiqatının video xülasəsini görmək olar: türk dilində altyazı seçimi var.

İndiyədək bir çox görüntüləmə tədqiqatında toxuma və orqanlar 2-ölçülü göstərilirdi; 3-ölçülü görüntüləmə isə metodoloji çətin olsa da, daha təfərrüatlı və qiymətli məlumat verir.

Bütöv siçan 100.000 təsvirdən ibarət dörd terabaytlıq məlumat dəsti verir; bunu məqbul vaxtda və düzgün əl ilə təhlil etmək üçün həddən artıq böyükdür. Toxumanın ətrafında işıq parlaq olduğundan standart hədd üsulu daxildən məlumat itkisi riski daşıyır. Toxuma şəffaflaşdırma laboratoriyaları təhlil üçün dərin öyrənmə adlı süni intellekt üsulunu işlətməlidir, deyir Ertürk, «yoxsa sahə çox irəliləməyəcək».

Ali Ertürk laboratoriyasının yeni bölməsi VesSAP: Vessel Segmentation & Analysis Pipeline

VesSAP — damar seqmentasiyası və təhlil xətti. Komandası müxtəlif siçan növlərinin beynində kiçik kapilyarlar daxil bütün damarları şəffaflaşdırdı. Məlumatlar Allen Mouse Brain Atlas ilə uyğunlaşdırıldı.

VesSAP beş konvolyusiya qatlı maşın öyrənməsi şəbəkəsindən istifadə edir. Böyük təlim məlumatı ehtiyacını önləmək üçün sintetik dəstlər yaradılıb real məlumatla təkmilləşdirilən «transfer öyrənməsi» tətbiq etdilər. Şəbəkə «insan səviyyəsində dəqiqlik» əldə etdi, Ertürk deyir. «Belə böyük məlumatlarla işləməyin yolu budur», deyir. Komanda milyonlarla parametrli U-Net konvolyusiya şəbəkəsi kimi çoxqatlı şəbəkədən qaçmaq istədi. Öz alqoritmi və daha az parametrlə U-Netə oxşar dəqiqliyə çatdı. «Amma alqoritmlərimiz təxminən 25 ilə 50 qat sürətlidir», deyir. Bu qazanc yeni təhlil xəttinin adi kompüterdə işləyə bilməsidir. İstifadəçi bütün xətti və ya modulları yükləyə bilər. «Nə almaq istəyirsənsə, ala bilərsən», deyir. 3D görüntülü damar sistemi, alqoritmlər, sənədlər və nümunələr var. Komanda həm iri, həm kiçik damarları görünən etmək üçün kimyəvi boyaların birləşməsini araşdırdı. İndi bu xətti şəffaflaşdırılmış insan böyrəyinin damar sistemini təhlil etməyə uyğunlaşdırırlar. «Məncə, çox gözəldir, çünki insan böyrəyi inanılmaz quruluşdur», deyir Ertürk. «Bu təfərrüatla necə təşkil olunduğunu bilmirik». İnsan orqanları üçün kimyanı dəyişib bütün böyrəyi skan etmək üçün mikroskop quruluşunu tənzimləməli oldular. 3D xəritələr daha geniş planın hissəsidir; memara göydələn qurmaq üçün plan lazım olduğu kimi.

Ali Ertürk kimdir? Təhsili

Ertürk Türkiyədə böyüyüb. Bakalavrı Ankara Bilkent Molekulyar Biologiya və Genetika Bölməsində tamamlayıb. Təhsil zamanı ABŞ nevrobiologiya laboratoriyalarında, Yale Tibb və Harvard Tibbdə iki yay təcrübəsi keçib. Əvvəl heç laboratoriyada vaxt keçirməmiş, Türkiyədən çıxmamış və təyyarəyə minməmişdi. «Mənim üçün çox mühüm idi», deyir. Nevroelm doktoranturası üçün görüntüləmə və toxuma şəffaflaşdırma işlədiyi Max Planck Nevrobiologiya İnstitutuna getdi. Şəkil çəkib gerçək dünya ilə mikroskopik dünyanı birləşdirdi. «Sevdiyim şey, xüsusilə gecə şəkil çəkməkdir». Yeni doğulmuş körpəsi daxil ailəsi ilə vaxt keçirir. Audiokitab oxumağı sevir; ildə 70-80 kitab alır.

«İndiyədək əyləncəli idi və getdikcə daha həyəcanlı olur».

Ertürkün mentoru və Helmholtz Münhenin CEO-su Matthias Tschöp «yeni nəsil mühəndislik» ilə AI, yəni süni intellekt texnologiyalarını birləşdirib biotibbi dəyişdirmək üçün yola çıxdıqlarını dedi. «Sistem biotibbi, yüksək ayırdetməli görüntüləmə və süni intellekt ekspertizası ilə Ali Ertürk cəmiyyətin artan sağlamlıq təhlükələri ilə mübarizəsi üçün bu gün lazım olan hibrid alimi təcəssüm etdirir», deyir. Elmi uğurları ilə yanaşı «Alinin yoluxucu dərəcədə yaradıcı zehni var». Uğurlu rəssam və fotoqraf kimi təsirli qabiliyyətli sintezçi düşünürdür. Tschöp «Komandamıza institut direktorlarından biri kimi qatılmağa qərar verməsinə çox sevinirik», dedi.

Ertürk doktoranturadan sonrakı təqaüdünü Genentechdə tamamladı. Tədqiqatla tətbiqi birləşdirmə mədəniyyətini yeni institutunda görmək istəyir. San Francisco Körfəzini sevdi və geniş sahibkarlıq ruhu ona mühəndisliklə dərin öyrənməni araşdırmaq inamı verdi. İnsanlar nəyisə bacarmayacağını deyəndə «Bilmirəm, amma həll tapacağam, mövqeyim budur», deyə cavab verir.