VR lader videnskabsmænd 'gå rundt' inde i deres egne celler

I filmen fra 1966 Fantastisk rejse, en amerikansk ubåd og dens besætning krympes ned til mikroskopisk størrelse og sprøjtes ind i kroppen af ​​en komatose Sovjetisk læge, der er hoppet af til USA i et forsøg på at ødelægge en blodprop i hans hjerne, der truer hans liv. Siden da har ideen om at kunne skrumpe folk ned til mikroskala, ofte for at løse en form for medicinsk udfordring, fundet vej til forskellige dele af populærkulturen. Men endnu ikke i virkeligheden.

Desværre mangler forskere og ingeniører stadig at udvikle en krympestråle fra det virkelige liv. Men efterforskere fra U.K.s University of Cambridge og 3D-billedanalysesoftwarefirma Lume VR er kommet frem til en metode, der bruger Virtual reality at give forskere mulighed for at "gå rundt" inde i individuelle celler for bedre at forstå nogle grundlæggende problemer i biologien og i processen lære at udvikle bedre behandlinger.

"Biologi forekommer i 3D, og ​​visualisering af 3D-data på en 2D-skærm er restriktiv,"

At være i stand til for eksempel at afbilde en immuncelle fra dit eget blod og derefter se sig omkring i tre dimensioner er bestemt imponerende. Lige så mærkelig ideen om at udforske en enkelt celle i kæmpestørrelse kan lyde, kan det hjælpe med at gøre processen med at forstå mindre abstrahere og lade forskere gøre ting som at se, hvordan antigenceller udløser immunreaktioner i kroppen på et hidtil ufatteligt vægt.

Forvandling af mikroskopbilleder til et tredimensionelt miljø

Som du måske forventer, er denne visualiseringsproces ret kompleks. Anoushka Handa, en anden forsker på projektet, som udførte den førnævnte immuncelle-demonstration, forklarede, at tilgangen bruger en teknik kaldet super-resolution imaging, som forvandler et fladt mikroskopbillede til et udforskbart 3D-billede ved at opbygge et billede et punkt ad en tid.

"Et typisk billede indeholder millioner af individuelle punkter, kaldet en lokalisering," fortalte Handa Digital Trends. "Dette giver os mulighed for at se biologi ved højere rumlige opløsninger, end det ville være muligt med konventionel billeddannelse. Hver af disse lokaliseringer repræsenterer et bestemt biologisk molekyle af interesse, hvad enten det er et enkelt protein [eller] enkelt antistof, bundet til et individuelt fluorescerende molekyle. Vi bruger [derefter] et specielt optisk element, der gør dig i stand til at bestemme positionen af ​​disse sonder i 3D, ud fra et 2D-billede. Dette er [kaldet] 'dobbelt-helix-punktspredningsfunktionen'."

Når disse lokaliseringer er blevet behandlet og udpeget, kan filen uploades til VR-visningssystemet og åbnes i vLUME.

"Fremtidige retninger kunne omfatte inkorporering af et flerbrugerværktøj, så adskillige brugere kan bruge vLUME i det samme miljø," sagde Lee. "Dette gør det muligt for forskere hurtigt at interagere med deres data eksternt, hvilket på grund af pandemien bliver mere nyttigt. Derudover kigger vi på at inkorporere avancerede billedbehandlingsværktøjer såsom fokuserede træningsmetoder til maskinlæring for bedre at forstå komplekse 3D-data."

Et papir, der beskriver arbejdet var for nylig offentliggjort i tidsskriftet Nature Methods.

Redaktørens anbefalinger

• Vi ved måske endelig, hvad Apple vil kalde sit AR/VR-headset
• HTC sigter efter at forvandle din samkørsel til en VR-rutchebane
• Apple har muligvis lige lækket sit VR-headsets operativsystem
• Du vil ikke tage Microsofts HoloLens 3 ind i metaversen
• Hvad vil Apple kalde sit VR-headset? Vi har måske et svar

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.