1966년 영화에서 환상적인 항해, 미국 잠수함과 승무원이 미세한 크기로 축소되어 혼수상태에 있는 사람의 몸에 주입됩니다. 자신을 위협하는 뇌의 혈전을 파괴하기 위해 미국으로 망명한 소련 의사 삶. 그 이후로 종종 일종의 의학적 문제를 해결하기 위해 사람을 미세한 수준으로 축소할 수 있다는 아이디어가 대중 문화의 다양한 부분으로 확산되었습니다. 하지만 아직까지는 현실로 다가오지는 않습니다.
안타깝게도 과학자와 엔지니어들은 아직 실제 수축 광선을 개발하지 못했습니다. 하지만 영국 케임브리지대학교와 3D 영상분석 소프트웨어 회사 연구진은 루메VR 사용하는 방법을 생각해냈습니다. 가상 현실 연구자들이 생물학의 몇 가지 근본적인 문제를 더 잘 이해하기 위해 개별 세포 내부를 "돌아다닐" 수 있도록 하고, 그 과정에서 더 나은 치료법을 개발하는 방법을 배울 수 있습니다.
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"생물학은 3D에서 발생하므로 2D 화면에서 3D 데이터를 시각화하는 것은 제한적입니다." 스티븐 리케임브리지 화학과의 생물물리화학 독자이자 The Lee Lab의 리더인 는 Digital Trends에 말했습니다. “VR 환경에 데이터를 구현하면 데이터를 직관적으로 탐색하면서 하나의 설정에서 3차원을 모두 볼 수 있습니다. [저희 소프트웨어] vLUME을 사용하면 시간이 많이 걸리는 아티팩트, 클러스터 및 다양한 특성을 VR에서 즉시 시각화할 수 있습니다.”
예를 들어, 자신의 혈액에서 면역 세포의 이미지를 만들고 이를 3차원으로 둘러볼 수 있다는 것은 확실히 인상적입니다. 거대한 크기의 단일 세포를 탐험한다는 생각이 이상하게 들릴 수도 있지만 이해 과정을 덜 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 추상화하고 연구자들이 항원 세포가 지금까지 상상할 수 없었던 신체의 면역 반응을 어떻게 유발하는지 관찰하는 것과 같은 일을 하도록 하십시오. 규모.
현미경 이미지를 3차원 환경으로 전환
예상할 수 있듯이 이 시각화 프로세스는 꽤 복잡합니다. 앞서 언급한 면역 세포 시연을 수행한 이 프로젝트의 또 다른 연구원인 Anoushka Handa는 이 접근법이 다음을 사용한다고 설명했습니다. 평면 현미경 이미지를 한 지점에 한 지점씩 구축하여 탐색 가능한 3D 이미지로 변환하는 초고해상도 이미징이라는 기술 시간.
Handa는 Digital Trends에 “일반적인 이미지에는 현지화라고 불리는 수백만 개의 개별 지점이 포함되어 있습니다.”라고 말했습니다. “이를 통해 우리는 기존 이미징으로 가능한 것보다 더 높은 공간 해상도에서 생물학을 볼 수 있습니다. 이러한 위치 각각은 개별 형광 분자에 결합된 단일 단백질[또는] 단일 항체인지 여부에 관계없이 관심 있는 특정 생물학적 분자를 나타냅니다. 그런 다음 2D 사진에서 3D로 이러한 프로브의 위치를 확인할 수 있는 특수 광학 요소를 사용합니다. 이것을 '이중 나선 점 확산 함수'라고 합니다.”
이러한 현지화가 처리되고 정확하게 파악되면 파일을 VR 보기 시스템에 업로드하고 vLUME에서 열 수 있습니다.
“미래 방향에는 수많은 사용자가 동일한 환경 내에서 vLUME을 사용할 수 있도록 다중 사용자 도구를 통합하는 것이 포함될 수 있습니다.”라고 Lee는 말했습니다. “이를 통해 연구자들은 원격으로 데이터와 신속하게 상호 작용할 수 있으며, 이는 전염병 상황에서 더욱 유용해지고 있습니다. 또한 복잡한 3D 데이터를 더 잘 이해하는 데 도움이 되도록 기계 학습을 위한 집중 훈련 방법과 같은 고급 계산 이미징 도구를 통합하는 방법을 모색하고 있습니다.”
작업을 설명하는 논문은 다음과 같습니다. 최근 Nature Methods 저널에 게재됨.
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