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Maschinelles Lernen kann Tsetsefliegen kontrollieren und so die Schlafkrankheit reduzieren ".
Weibliche Tsetsefliegen paaren sich einmal im Leben, was es ermöglicht, die Populationsgröße dieser schädlichen Insekten zu kontrollieren. Eine Frau, die sich mit einem unfruchtbaren Mann paart, hat also keine Nachkommen. Wenn eine ausreichende Anzahl von Paarungen kontrolliert wird, kann folglich ihre Population verringert werden, daher kann die Häufigkeit von Schlafkrankheiten bei Menschen und Rindern verringert werden.
Eine Studie im Senegal hat gezeigt, dass diese Idee machbar ist. In den letzten fünf Jahren wurden männliche Tsetsefliegen, die mit Gammastrahlen sterilisiert wurden, dreimal pro Woche in infizierte Gebiete freigesetzt. Dies reduzierte die lokale Fliegenpopulation um 98%, mit einer entsprechenden Abnahme der Häufigkeit von Schlafkrankheiten. Solche Projekte erfordern jedoch eine große Anzahl steriler Männchen, die rechtzeitig gezüchtet und geliefert werden müssen, was schwierig ist.
Eines der Probleme ist, dass die Zucht von Männern unweigerlich die Fortpflanzung von Frauen beeinflusst. Eine Sortierung nach Geschlecht ist erforderlich, um ausschließlich Männer zu bestrahlen. Die elementare Bestrahlung beider Geschlechter verursacht Probleme, da zur Sterilisation der Frauen eine höhere Strahlendosis erforderlich ist, die zum Tod der Männer führen kann. Die Tsetse-Sortierung besteht darin, zu warten, bis die Fliegen aus den Puppen schlüpfen. Gleichzeitig kühlen sie ab, um den Stoffwechsel und damit ihre Aktivität zu reduzieren. Die Trennung von Männern und Frauen erfolgt manuell mit einem Pinsel. Das Männchen unterscheidet sich vom Weibchen durch das Vorhandensein von Antennen, was hilft, ihn zu identifizieren. Dieser Prozess ist effizient, aber zeitaufwändig und zeitaufwändig. Zelda Moran von der Columbia University glaubt, dass es einen besseren Weg gibt.
Im Jahr 2014 stellte Frau Moran, die zu dieser Zeit als Forscherin im entomologischen Labor der Internationalen Atomenergiebehörde in Wien tätig war und ähnliche Arbeiten durchführte, fest, dass sich die Puppen des weiblichen und des männlichen Tsetse unterschiedlich entwickeln. Erwachsene Fliegen treten 30 Tage nach der Verpuppung aus den Puppen aus. Obwohl die Tsetse-Fliegenpuppen undurchsichtig sind, stellte Miss Moran fest, dass unter bestimmten Lichtbedingungen, wie z. B. Infrarotstrahlen, die Flügel der Insekten sich zu verdunkeln begannen. Bei Frauen tritt dies ungefähr 25 bis 26 Tage nach der Verpuppung auf. Bei Männern geschieht dies später: 27 bis 29 Tage nach der Verpuppung. Dies ermöglicht es im Prinzip, die Fliegen zu sortieren, bevor sie ihre Puppen verlassen.
Ich musste diese Methode anwenden, bis Frau Moran versehentlich Dr. Sabolch Mark, einen Astrophysiker in Kolumbien, traf. Zu dieser Zeit verwendete Dr. Mark maschinelles Lernen, um Muster in großen Gruppen astrophysikalischer Daten zu finden. Er schlug vor, einen ähnlichen Prozess auf die sexuelle Definition von Puppen anzuwenden.
Zunächst verwendeten Dr. Mark und seine Kollegen einen Infrarot-Scanner, um Bilder einer großen Anzahl von Puppen zu erstellen. Sie verwendeten diese Bilder dann, um einen Computeralgorithmus zu lehren, um zu entscheiden, ob die Puppe als männlich, weiblich oder noch nicht gebildet definiert ist. Es ermöglicht Ihnen auch, die Toten von den Lebenden zu trennen. Durch maschinelles Lernen konnten lebende Puppen von Männern mithilfe von Luftblasen oder Wasserströmen automatisch vom Rest getrennt werden, um unerwünschte Personen auszusondern. Somit können einzelne Personen bestrahlt und freigesetzt werden.
Maschinelles Lernen sollte die Sterilisation von Männern für Projekte wie das Senegal-Projekt vereinfachen. Vielleicht kann es bei anderen Typen verwendet werden. Wenn die maschinengestützte Geschlechtsbestimmung auf andere Insekten wie Mücken angewendet werden könnte, könnten Krankheiten wie Malaria und Dengue-Fieber auch vom Menschen kontrolliert werden.