近年、多様な顕微鏡技術が飛躍的に発達した。そして、たくさんの細胞の活動を体の中に近い三次元の状態でビデオ記録することが簡単になってきた。3Dビデオとして撮影された細胞の位置は時間に連れて動いていく。そのため、それぞれの細胞を正しく認識して追跡するソフトウェアが必要となる。
そのようなソフトウェアはしかし、作ることがとても難しい。ゆえにこれまで、世界中の多くの研究室で「細胞活動の三次元ビデオ」のビッグデータは解析されないままどんどん蓄積している状態になっていたという。
名古屋市立大学大学院理学研究科、米国コロンビア大学、九州大学、自然科学研究機構生命創成探究センター／生理学研究所／基礎生物学研究所の国際共同研究グループは、さまざまな先端的顕微鏡によって三次元ビデオ撮影された100~1000個ほどの細胞を自動的に追跡して、細胞活動の解析を可能にする――デスクトップPC1台で動く深層学習技術を用いた人工知能ソフト「3DeeCellTracker」を開発した。
3Dビデオデータ中の数多くの細胞をほぼ自動的に追跡することに世界で初めて成功した。生命科学研究の画像データ解析で一般的に必要となる数多のパラメータ設定がすぐに済む。同ソフトでは、深層学習技術が持つ高い柔軟性のために、日本や米国のさまざまな研究室の大きく異なる最先端顕微鏡によって撮影された細胞活動を、わずかな設定の変更によって追跡および解析することができた。
線虫の脳の神経細胞や熱帯魚ゼブラフィッシュの心筋細胞（共におよそ100個）、そしてガン細胞およそ1000個の三次元集団がこれにより実際に解析された。「3DeeCellTracker」は基礎生命科学研究や臨床応用研究における画像解析のデジタルトランスフォーメーションに大きく貢献することが期待されるという。共同研究グループの成果は、国際生命科学専門誌『eLife』に発表された。