你有沒有想象過有一天可以看到一個自己的細胞在分裂，在成長，在釋放出生命的力量呢？近日，Allen細胞科學研究所的科學家們利用深度學習技術成功開發了世界上第一個可以對人體活細胞進行結構預測的模型，基于這個模型科學家可以再屏幕上看到細胞生生不息的模樣，甚至可以直接通過屏幕來操作細胞。

這個被稱為Allen Integrate Cell 的模型，是通過深度學習處理了成千上萬的高分辨率細胞圖像而得到的，它可以識別出亞細胞結構并投影成三維的，多層次的細胞表示，并同時顯示出細胞中各個部分的相互作用。而其中的一些現象在以前從未被觀測到。

Allen Integrate Cell提供了一種對于活細胞真實的數據驅動的3D可視化工具，不僅可以顯示出細胞內部多種多樣的分子機制和細胞結構，同時為細胞的活動提供了一個標準的建模框架，為疾病、藥物響應和細胞環境的研究打下了堅實的基礎。

有兩個主要的技術在這套系統中起到了關鍵的作用，一個是顯示特定細胞內各部分組織關系的確定性模型，另一個則是描述細胞器形狀和位置的概率模型，甚至對于未知的細胞也可以進行類似的建模。

其中概率模型為建模提供了細胞器在細胞中最有可能的形狀和位置，基于多個細胞的觀察而得到最好的結果。雖然對于特定的單個細胞可能匹配上有一些誤差，但卻適用這一整類的細胞在統計上的行為和描述。

研究人員激動的表示，這是科學離魔法最近的一次，細胞內部的活動就像3D電影一樣美妙。

在此之前，人們需要借助復雜的熒光顯微技術才能看到活細胞內的結構，而這種方法十分昂貴，除了速度慢熒光物質還會對細胞造成損害。

如今，無需幾萬美元的設備研究人員們利用神經網絡重新構建出了細胞的3D投射光線與熒光細胞圖像之前的關系，從而重建出了主要的細胞結構。他們教會模型從投射圖像中重建出細胞中不同細胞器或蛋白質的三維結構。在一個實實在在的活細胞中，可以看到細胞的活動代謝和演變，甚至可以看到有絲分裂的過程，你可以觀察到前所未見的細胞核重構和細胞膜的發育。這些都是我們曾經無法看到的，更不用說在3D層面上了。

這樣的能力將為生物學研究帶來翻天覆地的變革，無論是癌癥研究還是藥物開發都將受益于新的觀測方式，我們看到的細胞將不是扁平的二維截面，也不再是課本上一成變的圖樣，而是一個生命充滿活力的生生不息！