I filmen från 1966 Fantastisk resa, en amerikansk ubåt och dess besättning krymps ner till mikroskopisk storlek och injiceras i en komatös kropp Sovjetisk läkare som har hoppat av till USA i ett försök att förstöra en blodpropp i hans hjärna som hotar hans liv. Sedan dess har idén om att kunna krympa ner människor till mikroskala, ofta för att lösa någon form av medicinsk utmaning, tagit sig in i olika delar av populärkulturen. Men ännu inte i verkligheten.
Tyvärr har forskare och ingenjörer fortfarande inte utvecklat en verklig krympstråle. Men utredare från Storbritanniens University of Cambridge och mjukvaruföretaget för 3D-bildanalys Lume VR har kommit på en metod som använder virtuell verklighet att tillåta forskare att "gå runt" inuti enskilda celler för att bättre förstå vissa grundläggande problem inom biologin och i processen lära sig att utveckla bättre behandlingar.
Rekommenderade videor
"Biologi förekommer i 3D, och visualisering av 3D-data på en 2D-skärm är begränsande," Steven Lee
, en läsare i biofysikalisk kemi vid Cambridges Department of Chemistry och ledare för The Lee Lab, berättade för Digital Trends. "Genom att implementera data i en VR-miljö kan man intuitivt gå runt i sin data och se alla tre dimensioner i en inställning. [Vår programvara], vLUME, låter dig omedelbart visualisera artefakter, kluster och olika egenskaper i VR som annars skulle vara tidskrävande.”Att till exempel kunna avbilda en immuncell från sitt eget blod och sedan se sig omkring i tre dimensioner är verkligen imponerande. Hur konstig som tanken på att utforska en gigantisk enskild cell kan låta, kan det bidra till att göra processen att förstå mindre abstrakt och låt forskare göra saker som att se hur antigenceller utlöser immunsvar i kroppen på ett hittills ofattbart skala.
Förvandla mikroskopbilder till en tredimensionell miljö
Som du kan förvänta dig är denna visualiseringsprocess ganska komplex. Anoushka Handa, en annan forskare i projektet, som utförde den tidigare nämnda immuncellsdemonstrationen, förklarade att metoden använder en teknik som kallas super-resolution imaging, som omvandlar en platt mikroskopbild till en utforskabar 3D-bild genom att bygga upp en bild en punkt i en tid.
"En typisk bild innehåller miljontals individuella punkter, som kallas en lokalisering," sa Handa till Digital Trends. "Detta tillåter oss att se biologi med högre rumsliga upplösningar än vad som skulle vara möjligt med konventionell bildbehandling. Var och en av dessa lokaliseringar representerar en speciell biologisk molekyl av intresse, oavsett om det är ett enda protein [eller] en enda antikropp, bunden till en individuell fluorescerande molekyl. Vi använder [då] ett speciellt optiskt element som gör att du kan bestämma positionen för dessa sonder i 3D, från en 2D-bild. Detta är [kallas] "dubbelhelixpunktsspridningsfunktionen."
När dessa lokaliseringar har bearbetats och identifierats kan filen laddas upp till VR-visningssystemet och öppnas i vLUME.
"Framtida riktningar skulle kunna inkludera införandet av ett fleranvändarverktyg för många användare att använda vLUME i samma miljö," sa Lee. "Detta gör det möjligt för forskare att snabbt interagera med sina data på distans, vilket, med tanke på pandemin, blir mer användbart. Dessutom tittar vi på att införliva avancerade beräkningsavbildningsverktyg som fokuserade träningsmetoder för maskininlärning för att bättre förstå komplexa 3D-data.”
Ett papper som beskrev arbetet var nyligen publicerad i tidskriften Nature Methods.
Redaktörens rekommendationer
- Vi kanske äntligen vet vad Apple kommer att kalla sitt AR/VR-headset
- HTC strävar efter att förvandla din samåkning till en VR-berg-och dalbana
- Apple kan just ha läckt sitt VR-headsets operativsystem
- Du kommer inte att ta Microsofts HoloLens 3 in i metaversen
- Vad kommer Apple att kalla sitt VR-headset? Vi kanske har ett svar
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
