焦点信息:从机器授精到AI辅助生育-腾讯新闻
发布时间：2023-05-06 11:56:35
来源：腾讯网
(资料图)
（小尘4x/图）
近日，两名利用精子注射机器人进行授精的女婴诞生了，这也是全球首批机器人授精成功孕育婴儿的案例。
试管婴儿最为关键的环节是将精子注入卵子内（人工授精），是由有专业资质的生殖医学的医生和技师来完成，需要使用超薄空心针在显微镜下精细处理精子和卵子。但是，西班牙初创公司Overture Life的精子注射机器人可以取代人工完成这一精细的步骤，而且非专业背景人员也可用游戏机手柄完成机器授精这一过程。
这种情况显然会引发担忧甚至争论，这是人类生育的进步还是异化？试管婴儿的质量能保证吗？
这样的担忧和争论从1978年世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗出生起就没有停止过，最激烈的是有人批评试管婴儿之父罗伯特·爱德华兹为疯子，破坏了人类的自然生殖。然而，必须承认的是，人类的自然生殖过程是不完美的，因身体的种种原因和生殖系统的各种疾病，世界上10%-15%的人不能自然生育，需要借助人工辅助生殖技术才能获得后代，这也是人工生殖存在和发展的理由。
现在，机器授精可以替代人工授精操作，意味着可能降低试管婴儿的成本，但更重要的是减轻了操作的困难。试管婴儿迄今已发展到三代，而机器授精类似第二代试管婴儿。
第一代试管婴儿即体外授精和胚胎移植（IVF-ET），是将精子和卵子放置于模拟人体环境的培养液内使其受精并发育，再选择出优质胚胎植入子宫内孕育。这个过程比较接近于自然生殖。第二代试管婴儿即卵母细胞胞浆内单精子注射技术（ICSI），与第一代不同的是，在显微镜下选取形态正常、活力好的精子，用显微注射针将精子注入卵母细胞使其受精。现在可用机器来代替人工操作正是这一技术的进步。
第三代试管婴儿是胚胎种植前的遗传学检测技术（PGT），可以筛查胚胎携带的单基因相关遗传病、染色体数目、结构异常等，选取正常胚胎进行移植和孕育。
从成本来看，第一代试管婴儿的花费在3万元人民币左右，第二代试管婴儿在4万-6万元之间，第三代试管婴儿约12万-16万元。如果采用机器授精，则可能会降低1万-2万元成本，但更重要的是可简化操作。
机器授精的所有仪器是，一个显微镜、一个机械针头、一个微型培养皿和一台笔记本电脑。即便是没有专业背景和实践的工程师，也可使用索尼PlayStation 5控制器定位机械化的体外授精针头来操作。通过摄像头观察一个人类卵子，然后机器人自己向前移动，穿透卵子并释放出一个精子，让精子与卵子结合。
这其实是体外授精自动化的第一步，也是机械自动化在人类生育中的扩大应用，而未来，这样的应用还会扩大到更广的范围，如人工智能（AI）进入人类生殖。
现在，比机器授精更深入和更广泛介入人类生殖的是AI辅助人工生殖，并贯穿于1-3代试管婴儿。无论是人工还是机器授精，前提是要挑选优质的精子，因此已经有研究人员开发了识别精子质量的AI软件，可通过深度学习和算法，识别精子的“面部”和不同运动形态，从而挑选出优质精子以进行人工或机器授精，这是获得好胚胎的第一步。
AI介入人类生殖的更进一步是，用AI软件来检测人工授精胚胎的质量，未来如果机器授精进入常规和普遍化，也需要对授精后的胚胎质量进行质检，才能移植到子宫内孕育。
对于胚胎质量的检查，过去临床应用上最为广泛的是传统的Gardner人类囊胚分级系统，医生根据囊胚腔扩张、内细胞团孵出、滋养层细胞及内细胞团细胞的形态对胚胎进行评分。一般而言，如果囊胚腔完全占据胚胎或正在从透明带中孵出、内细胞团和滋养层细胞数目较多且排列紧密，则说明该胚胎具有较高的发育潜力。
医生根据大量图像的研判不仅工作量大，而且主观评价极可能受过往经验、疲劳程度的影响，但是，AI擅长对海量数据进行整合处理，通过投喂大量的数据和学习，人工智能在评价胚胎质量方面更胜一筹。
意大利乌尔比诺大学的研究人员刚刚研发的一套AI软件可以有效识别囊胚自发塌陷，从而选出更好的胚胎。囊胚自发塌陷指的是胚胎在发育过程中，囊胚腔液流出、胚胎体积缩小以及外滋养层与透明带脱离的现象，尽管产生的原因尚不清楚，但极有可能是胚胎质量较差的标志。
研究人员运用AI软件自动分析了胚胎720个周期2348个时差显微镜（TLM）成像视频，其中在77.6%的周期中至少记录了一个发生自发塌陷的胚胎。囊胚质量越差，自发塌陷的次数越多，时间也越长，其整倍体率也显著降低，塌陷次数从到4次对应的整倍体率分别为47%、38%、32%、31%和20%。这些情况都由AI软件记录并分析，能识别好的胚胎和差的胚胎，从而选择好的胚胎进行孕育，或者通过辅助孵化来改善自发塌陷囊胚的着床潜能，帮助不育患者生育。
无论是现在和未来，人类的生育不只需要机器的帮助，还需要AI的检测和扶助。尽管机器和AI能帮助人类孕育优质的后代，既治疗不育，也提升后代质量，但是所有的机器和AI手段获得的结果最终都要由人来确认和检测，并且要结合其他方式，如对难以确认质量的胚胎还需要采用有创的胚胎着床前检测（PGT）进行诊断，才能让人类的生育保质保量。
张田勘
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