尝试怀孕18年后，借助人工智能的力量，一对夫妇终于怀上了他们的第一个孩子。
这对夫妇经历了多次体外受精（IVF）疗程，并走访了世界各地的生育中心，希望能有一个孩子。
体外受精的过程包括从女性体内取出卵子，在实验室中将其与精子结合形成胚胎，然后将胚胎植入子宫。
然而，这对夫妇的体外受精尝试因为无精子症而失败。无精子症是一种罕见的情况，男性伴侣的精液中没有可测量的精子，这可能导致男性不育。典型的精液样本包含数亿个精子，但患有无精子症的男性精子数量极低，即使在显微镜下仔细寻找数小时也找不到任何精子。
因此，希望保护隐私并保持匿名的这对夫妇前往哥伦比亚大学生育中心尝试一种新方法。
这种方法被称为STAR方法，它利用人工智能帮助识别和回收隐藏在那些曾经被认为完全没有精子的男性中的精子。丈夫只需要留下一份精液样本给医疗团队。
“经历了这么多失望后，我们尽量保持最低的期望，”妻子在一封电子邮件声明中说。
生育中心的研究人员用人工智能系统分析了精液样本。发现了三个隐藏的精子，将其回收并通过体外受精使妻子的卵子受精，她成为了STAR方法成功怀孕的第一人。
宝宝预计在十二月出生。
“我花了两天时间才相信我真的怀孕了，”她说。“我每天早上醒来仍然不敢相信这是真的还是假的。直到我看到扫描结果，我才相信自己怀孕了。”
人工智能已经在美国推动了生育护理领域的发展：越来越多的医疗机构正在使用人工智能来帮助评估卵子质量或在患者进行体外受精时筛选健康的胚胎。尽管仍需更多的研究和测试，但人工智能可能现在在男性不育方面取得了进展。
哥伦比亚大学生育中心主任泽夫·威廉姆斯博士及其同事花了五年时间开发STAR方法，以帮助检测和回收来自无精子症患者的精液样本中的精子。
他们对系统的结果感到震惊。
“一位患者提供了一份样本，高技能的技术人员花了两天时间试图找到精子，但没有成功。我们将样本带到基于人工智能的STAR系统。在一小时内，它找到了44个精子。就在那时，我们意识到，‘哇，这真是一个游戏规则改变者。这将对患者产生如此大的影响，’”领导研究小组的威廉姆斯说。
当精液样本放置在一个特别设计的芯片上并在显微镜下时，STAR系统——代表精子追踪和回收——通过高速相机和高功率成像技术连接到显微镜，以扫描样本，一小时内拍摄超过800万张图像，找到它被训练识别为精子细胞的目标。
该系统立即将精子细胞隔离到一小滴培养基中，让胚胎学家能够回收他们可能永远无法用肉眼找到或识别的细胞。
“这就像在一千堆干草中寻找一根针，在不到一小时内完成搜索，并且如此温和，没有任何有害的激光或染料，精子仍然可以用来使卵子受精，”威廉姆斯说。
“令人惊讶的是，典型样本中通常有[两亿]到三亿个精子，而这些患者可能只有两三个。不是两百万或三百万，而是字面上的两三个，”他说。“但是，凭借STAR系统的精确性和我们胚胎学家的专业知识，即使是这几个也可以成功地使卵子受精。”
“令人震惊和意外的诊断”
据估计，在美国所有不孕症病例中，男性因素占高达40%，而多达10%的男性不育患者是无精子症。
“这通常是一个非常令人心碎、震惊和意外的诊断，”威廉姆斯说。“大多数患有无精子症的男性感觉完全健康和正常。他们的性功能没有任何损害，精液看起来也很正常。不同之处在于，当你在显微镜下观察时，看不到数以亿计的精子游动，只看到细胞碎片和片段，但没有精子。”
传统上，无精子症的治疗方案包括不舒服的手术，直接从患者的睾丸中提取精子。
“切除一部分睾丸并将其打成小块，你试图在那里找到精子，”威廉姆斯说。“这是侵入性的。你只能做几次，否则可能会造成永久性的疤痕和睾丸损伤，而且很痛苦。”
其他治疗方案可能包括处方激素药物——但这仅在患者存在荷尔蒙失衡的情况下有效。如果没有其他治疗方案成功，夫妻可以选择使用捐赠的精子来生孩子。
威廉姆斯说，STAR方法可以成为一种新选择。
“开发这个方法真的是一次团队合作，这就是真正推动和激励每个人的动力，事实是你现在可以帮助那些原本没有机会的夫妻，”他说。
虽然该方法目前仅在哥伦比亚大学生育中心可用，但威廉姆斯和他的同事们希望发表他们的工作成果并与其它生育中心分享。使用STAR方法为患者寻找、分离和冷冻精子的总费用约为3000美元，他说。
“不孕症在某种程度上是独特的，因为它是我们人类经验中如此古老的一部分。它真的是圣经级别的。这是我们整个历史中不得不面对的问题，”他说。“想到我们现在最先进的技术正被用来解决这个古老的问题，真是太神奇了。”
“人工智能正在帮助我们看到眼睛看不到的东西”
这不是医生第一次转向人工智能来帮助无精子症男性。
加拿大一个独立的研究团队建立了一个AI模型，可以自动化并加速在无精子症男性的样本中寻找稀有精子的过程。
“人工智能之所以非常适合这个任务，是因为它依赖于学习——向它展示精子的样子、形状是什么、应该具备哪些特征——然后能够使用该学习算法来帮助识别你正在寻找的具体图像，”梅奥诊所泌尿科医生Sevann Helo博士说，他对男性不育和男性性功能障碍有专门的兴趣，但他并未参与STAR方法或加拿大方面的研究。
“这非常令人兴奋，”她说。“至少在医学界，我认为人工智能是一个全新的领域，真的将彻底改变我们看待许多医学问题的方式。”
圣弗朗西斯科的生殖内分泌学家、《卵子耳语者秀》播客主持人Aimee Eyvazzadeh博士表示，STAR方法是一种识别精子的新方法，但在生育医学领域，人工智能已经以许多其他方式得到了应用。
“人工智能正在帮助我们看到眼睛看不到的东西，”未参与STAR开发的Eyvazzadeh在一封电子邮件中写道。
例如，名为Stork-A的人工智能算法已被用于分析早期胚胎，并以“惊人的准确性”预测哪些胚胎可能是健康的。另一种人工智能工具CHLOE可以在女性冷冻卵子以备将来使用之前评估其质量。
“人工智能正被用于个性化体外受精药物协议，使周期更高效，减少猜测。它还在帮助精子选择方面发挥作用，即使在困难的样本中也能识别出最健康的精子。现在，人工智能甚至可以通过使用大规模数据集来更准确地预测体外受精成功率，为患者提供个性化的指导，”Eyvazzadeh说。“共同点是什么？更好的决策、更多的信心以及为患者提供更有同情心的体验。”
新的STAR系统是“一个游戏规则改变者”，她说。
“人工智能并不是在创造精子——它是在帮助我们找到那些已经存在但几乎看不见的稀有、可行的精子，”她说。“这是一个突破，不是因为它取代了人类的专业知识，而是因为它放大了这种专业知识——这就是未来生育护理的方向。”
但也有越来越多的担忧认为，人工智能在生殖医学中的仓促应用可能会给患者带来虚假的希望，威尔康奈尔医学院胚胎学教授兼男科学和辅助受孕主任Gianpiero Palermo博士说。
“如今，人工智能在通过查看胚胎形态提供对胚胎的无偏见评估方面获得了很大的关注，”Palermo在一封电子邮件中说。“然而，当前可用的模型仍然有些不一致，需要进一步验证。”
Palermo说，STAR方法需要验证，并且仍然需要人类胚胎学家拾取精子并将其注射到卵子中，以在患者接受体外受精时创建胚胎。
“也许人工智能的加入可能有助于更快地回收精子，或者比胚胎学家多找一个，”Palermo说，他并未参与STAR的开发，但他首次描述了将精子直接注射到卵子中的方法。自从他开创了这种方法后，它已成为世界上使用最多的辅助生殖技术。
“在我看来，这种方法是有缺陷的，因为不可避免地会有一些男性没有精子，”Palermo谈到STAR方法时说，“无论他们的样本是由人类还是机器筛选，都没有关系。”
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