Es wurde ein neues Virtual-Reality-System erstellt, mit dem Ärzte einen Google Street View-ähnlichen Spaziergang durch die Zellen im menschlichen Körper unternehmen können.
Es ist zu hoffen, dass die Technologie es Forschern ermöglicht, einzelne Zellen zu analysieren und ein tieferes Verständnis der grundlegenden Probleme in der Biologie zu erlangen.
Wissenschaftler der Universität Cambridge erstellten die Software vLUM mit dem 3D-Bildanalyseunternehmen Lume VR unter Verwendung hochauflösender Mikroskopiedaten.
Das Team sagt, es wurde entwickelt, um Forschern zu helfen, neue Therapien für Krankheiten zu entwickeln, indem es versteht, wie sie sich im Körper ausbreiten.
Mit der Software können Wissenschaftler Daten in der virtuellen Realität visualisieren und analysieren, um alles von einzelnen Proteinen bis hin zu ganzen Zellen zu untersuchen.
Anouska Handa (PhD) analysiert ihre Daten in vLUM. Mit der Software können Benutzer mithilfe von Daten, die mithilfe der Super-Definition-Mikroskopie erfasst wurden, durch Zellen im menschlichen Körper gehen
Die DBScan-Analyse wird als reifes Neuron in einem typischen vLUME-Arbeitsbereich durchgeführt. Forscher können ihre eigenen 2D-Daten in einer 3D-Umgebung visualisieren
Die hochauflösende Mikroskopie, die 2014 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde, ermöglicht es, mit cleveren Tricks der Physik Bilder im Nanobereich zu erhalten, um die durch Lichtbeugung auferlegten Grenzen zu umgehen.
Dies hat es Forschern ermöglicht, molekulare Prozesse zu beobachten, während sie ablaufen.
Ein Problem war jedoch das Fehlen von Möglichkeiten, diese Daten in drei Dimensionen zu visualisieren und zu analysieren.
„Biologie findet in 3D statt, aber bis jetzt war es schwierig, auf intuitive und umfassende Weise mit den Daten auf einem 2D-Computerbildschirm zu interagieren“, sagte Steven F. Lee.
„Erst als wir unsere Daten in der virtuellen Realität sahen, passte alles zusammen“, erklärte Lee, Studienleiter am Department of Chemistry in Cambridge.
Das vLUME-Projekt begann, als Lee und seine Gruppe die Gründer von Lume VR bei einer öffentlichen Engagement-Veranstaltung im Science Museum in London trafen.
Während Lees Gruppe über Erfahrung in der hochauflösenden Mikroskopie verfügte, spezialisierte sich das Team von Lume auf räumliches Rechnen und Datenanalyse.
Gemeinsam konnten sie vLUME zu einem leistungsstarken neuen Tool zur Untersuchung komplexer Datensätze in der virtuellen Realität entwickeln.
„vLUME ist eine revolutionäre Bildgebungssoftware, die Menschen in den Nanobereich bringt“, sagte Alexandre Kitching, CEO von Lume.
‚Es ermöglicht Wissenschaftlern, biologische 3D-Daten in Echtzeit in einer Virtual-Reality-Umgebung zu visualisieren, zu hinterfragen und mit ihnen zu interagieren, um schneller Antworten auf biologische Fragen zu finden. Es ist ein neues Werkzeug für neue Entdeckungen. ‚
Das Anzeigen von Daten auf diese Weise kann neue Initiativen und Ideen anregen, so das Team.
Die hochauflösende Mikroskopie, die 2014 mit dem Nobelpreis für Chemie ausgezeichnet wurde, ermöglicht es, mit cleveren Tricks der Physik Bilder im Nanobereich zu erhalten, um die Grenzen der Lichtbeugung zu umgehen
Zum Beispiel verwendete Anoushka Handa – eine Doktorandin aus Lees Gruppe – die Software, um eine Immunzelle abzubilden, die aus ihrem eigenen Blut entnommen wurde.
Sie konnte dann in ihrer eigenen Zelle in der virtuellen Realität stehen und sagte: „Es ist unglaublich – es gibt Ihnen eine ganz andere Perspektive auf Ihre Arbeit.“
Die Software ermöglicht das Laden mehrerer Datensätze mit Millionen von Datenpunkten und findet mithilfe integrierter Clustering-Algorithmen Muster in den komplexen Daten.
Diese Ergebnisse können dann mithilfe von Bild- und Videofunktionen in der Software an Mitarbeiter weltweit weitergegeben werden.
Spektringerüst in Neuronen, die von Forschern in vLume abgebildet werden. Das Team kann Daten aus einer Mikroskopiestudie mit einem Virtual-Reality-Headset in 3D anzeigen
Der blaue Punkt in der Mitte ist die Darstellung eines Benutzers, der eine einzelne ganze T-Zelle in vLUME untersucht
„Daten, die mit hochauflösender Mikroskopie erzeugt werden, sind äußerst komplex“, sagte Kitching. „Für Wissenschaftler kann die Analyse dieser Daten sehr zeitaufwändig sein.“
„Mit vLUME ist es uns gelungen, diese Wartezeit erheblich zu verkürzen und schnellere Tests und Analysen zu ermöglichen.“
Das Team verwendet vLUME hauptsächlich mit biologischen Datensätzen wie Neuronen, Immunzellen oder Krebszellen und untersucht derzeit, wie Antigenzellen eine Immunantwort im menschlichen Körper auslösen.
„Durch Segmentieren und Anzeigen der Daten in vLUME konnten wir bestimmte Hypothesen schnell ausschließen und neue vorschlagen“, sagte Lee.
Mit dieser Software können Forscher ihre Daten auf neue Weise untersuchen, analysieren, segmentieren und teilen. »Sie brauchen nur ein VR-Headset«, sagte Lee.
Details werden in der Zeitschrift Nature Methods veröffentlicht.
Quelle:
Mit der neuen Virtual-Reality-Software können Wissenschaftler in Zellen „gehen“
