Исследователи впервые изобрели революционно способ цифровой навигации трехмерных изображений. Новая технология, получившая название "Виртуальный палец", позволяет ученым следить за перемещением цифровых изображений небольших структур, таких как нейроны и синапсы на плоской поверхности экранов своих компьютеров. Уникальная технология "Виртуал Фингер" делает исследования 3D-изображений на порядок более эффективным, экономя время, деньги и ресурсы на очень дорогие области экспериментальной биологии. Программное обеспечение и ее приложения новой технологии описаны в свежем номере журнала Nature Communications.
Программное обеспечение анализа изображения работает путем деления трехмерного изображения в серию тонких срезов, каждый из которых можно рассматривать как плоское изображение на экране компьютера. Для изучения трехмерной структуры, ученые просеивают каждый срез по одному. Данная технология помогает справиться с одной из самых сложных задач, стоящих перед учеными - с с стремительным увеличением потоков данных. "Просматривая изображения 3D с использованием одного плоского кусочка, как это было раньше - просто не эффективно, особенно когда мы имеем дело с терабайтом данных", объясняет Ханчуан Пэн, младший исследователь в Институт наук о мозге "Аллен". "Это похоже на то, чтобы глядеть через стекло окна и увидеть объекты снаружи, но не иметь возможности манипулировать ими из-за физического барьера."
В отличие от них, Виртуальный палец позволяет ученым создавать трехмерные изображения малых объектов, таких как отдельные клетки, чтобы получить доступ к необходимой информации быстро и эффективно. "Когда вы перемещаете курсор вдоль плоского экрана вашего компьютера, наше программное обеспечение угадывает - указываете вы на объект, который находится рядом, далеко, или где-то посередине, и позволяет анализировать его без необходимости просеивания с помощью множества двухмерных изображений," объясняет Пэн.
Ученые Института "Аллен" уже используют виртуальный палец, чтобы обнаружить элементы отдельных клеток и лучше моделировать морфологические структуры нейронов. Но Виртуальный палец в будущем может быть использован во многих биологических экспериментах и методах анализа данных, даже за пределами области неврологии. В своей статье "Природа связи", группа ученых описывает, как технология уже применяется для выполнения трехмерной микрохирургии. С его помощью возможно выделить отдельные клетки, изучить процессы, происходившие в легких и создать карту всех нейронных связей в мозгу.
"Использование "Виртуального пальца" позволяет делать сбор и анализ данных в десять, сто раз быстрее, в зависимости от сложности эксперимента", говорит Пэн. "Программное обеспечение позволяет нам передавать большое количество биологических данных таким же образом, как это происходит в случае с Google Earth позволяющем ориентироваться в мире. Это действительно революционная технология для различных приложений в биологической науке", говорит Пэн.
Добавить комментарий