In de film uit 1966 Fantastische reiswordt een Amerikaanse onderzeeër en zijn bemanning tot microscopisch klein formaat gekrompen en in het lichaam van een comateuze persoon geïnjecteerd. Sovjet-dokter die naar de VS is overgelopen in een poging een bloedstolsel in zijn hersenen te vernietigen dat zijn gezondheid bedreigt. leven. Sindsdien heeft het idee om mensen terug te brengen tot microschaal, vaak om een of ander medisch probleem op te lossen, zijn weg gevonden naar verschillende delen van de populaire cultuur. Maar voorlopig nog niet in de realiteit.
Helaas moeten wetenschappers en ingenieurs nog steeds een echte krimpstraal ontwikkelen. Maar onderzoekers van de Britse Universiteit van Cambridge en een softwarebedrijf voor 3D-beeldanalyse Lume VR hebben een methode bedacht die gebruik maakt van virtuele realiteit om onderzoekers in staat te stellen in individuele cellen rond te lopen om een aantal fundamentele problemen in de biologie beter te begrijpen en daarbij betere behandelingen te leren ontwikkelen.
Aanbevolen video's
“Biologie speelt zich af in 3D en het visualiseren van 3D-gegevens op een 2D-scherm is beperkend”, Steven Lee, een lezer in biofysische chemie aan de afdeling scheikunde van Cambridge en leider van The Lee Lab, aan Digital Trends. “Door data in een VR-omgeving te implementeren, kan men intuïtief in de data rondlopen en alle drie de dimensies in één setting bekijken. Met [onze software], vLUME, kun je onmiddellijk artefacten, clusters en verschillende kenmerken in VR visualiseren die anders tijdrovend zouden zijn.”
Het is zeker indrukwekkend om bijvoorbeeld een immuuncel uit je eigen bloed in beeld te kunnen brengen en er vervolgens driedimensionaal omheen te kijken. Hoe raar het idee om een gigantische enkele cel te onderzoeken ook mag klinken, het kan het proces van begrip helpen verminderen abstract en laat onderzoekers dingen doen zoals kijken hoe antigeencellen immuunreacties in het lichaam veroorzaken op een tot nu toe onvoorstelbaar niveau schaal.
Microscoopbeelden omzetten in een driedimensionale omgeving
Zoals je zou verwachten, is dit visualisatieproces behoorlijk complex. Anoushka Handa, een andere onderzoeker aan het project, die de bovengenoemde immuunceldemonstratie uitvoerde, legde uit dat de aanpak gebruikmaakt van een techniek genaamd superresolutiebeeldvorming, die een plat microscoopbeeld omzet in een verkenbare 3D-afbeelding door een beeld punt voor punt op te bouwen tijd.
“Een typisch beeld bevat miljoenen individuele punten, een zogenaamde lokalisatie”, vertelde Handa aan Digital Trends. “Hierdoor kunnen we biologie met hogere ruimtelijke resoluties bekijken dan mogelijk zou zijn met conventionele beeldvorming. Elk van deze lokalisaties vertegenwoordigt een bepaald biologisch molecuul van belang, of dat nu een enkel eiwit [of] een enkel antilichaam is, gebonden aan een individueel fluorescerend molecuul. Wij gebruiken [dan] een speciaal optisch element waarmee je vanuit een 2D-beeld in 3D de positie van deze sondes kunt bepalen. Dit wordt de ‘dubbele helixpuntspreidingsfunctie’ genoemd.’
Zodra deze lokalisaties zijn verwerkt en gelokaliseerd, kan het bestand worden geüpload naar het VR-weergavesysteem en worden geopend in vLUME.
“Toekomstige richtingen zouden de integratie kunnen omvatten van een tool voor meerdere gebruikers waarmee meerdere gebruikers vLUME binnen dezelfde omgeving kunnen gebruiken”, aldus Lee. “Hierdoor kunnen onderzoekers op afstand snel met hun gegevens communiceren, wat gezien de pandemie steeds nuttiger wordt. Daarnaast kijken we naar de integratie van geavanceerde computationele beeldvormingstools, zoals gerichte trainingsmethoden voor machinaal leren, om complexe 3D-gegevens beter te begrijpen.”
Er was een document waarin het werk werd beschreven onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Methods.
Aanbevelingen van de redactie
- Misschien weten we eindelijk hoe Apple zijn AR/VR-headset zal noemen
- HTC streeft ernaar om van je carpool een VR-achtbaan te maken
- Apple heeft mogelijk zojuist het besturingssysteem van zijn VR-headset gelekt
- Je neemt de HoloLens 3 van Microsoft niet mee naar de metaverse
- Hoe zal Apple zijn VR-headset noemen? Misschien hebben wij een antwoord
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
