Ένα έμβρυο zebrafish που εμφανίζεται στο σύνολό του και αποτελείται από περισσότερες από 26.000 λεπτομερείς εικόνες. Φωτογραφία μέσω του περιοδικού Cell Biology
Όταν το Google Earth κυκλοφόρησε για πρώτη φορά το 2005, πολλοί από εμάς είχαν παρόμοια εμπειρία. Κοιτάζοντας ευρύτατα την οθόνη του υπολογιστή μας, έχουμε μεγεθυνθεί από μια εικόνα της Γης στο διάστημα σε μια άποψη της Βόρειας Αμερικής, τότε οι Ηνωμένες Πολιτείες, τότε η πατρίδα μας, τότε η πόλη και στη συνέχεια η γειτονιά, γοητεύτηκε τελικά από την άποψη της δικό του κτίριο κατοικιών ή διαμερισμάτων.
Στη συνέχεια, μεγεθύνεται η συνδυασμένη εικόνα του εμβρύου zebrafish. Φωτογραφία μέσω του περιοδικού Cell Biology
Τώρα, μια ερευνητική ομάδα από το Ιατρικό Κέντρο του Πανεπιστημίου Leiden στις Κάτω Χώρες έχει κάνει την ίδια εμπειρία για ένα κομμάτι βιολογικού ιστού. Όπως αναλύεται σε άρθρο που δημοσιεύθηκε χθες στο περιοδικό Journal of Cell Biology, οι ερευνητές δημιούργησαν μια νέα τεχνολογία που ονομάζουν "εικονική νανοσκόπηση". Με τη συρραφή χιλιάδων εικόνων από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, επιτρέπουν στους θεατές να ζουμ από μια άποψη ιστικού ιστού κάτω για να δείτε λεπτομερώς τα κελιά των ατόμων. Μπορείτε να δείτε την τεχνολογία για τον εαυτό σας στην ιστοσελίδα του περιοδικού, με μια εικόνα εμβρύου zebrafish που χρησιμοποιείται ως επίδειξη.
Από τη δεκαετία του 1950, τα ηλεκτρονικά μικροσκόπια επέτρεψαν στους βιολόγους να δουν τις δομές μέσα στα κύτταρα με αξιοσημείωτες λεπτομέρειες. Το πρόβλημα - ειδικά για τους λαϊκούς - είναι ότι αυτές οι εικόνες είναι τόσο ζουμ, είναι δύσκολο να πεις ακριβώς τι κοιτάς. Τα μικροσκοπικά τμήματα ενός κελιού συλλαμβάνονται σε κάθε εικόνα, αλλά αντιμετωπίζονται μεμονωμένα, είναι δύσκολο να φανταστούμε διανοητικά από την άποψη ολόκληρου του κελιού, πόσο μάλλον ένα κομμάτι ιστού ή ένας ολόκληρος οργανισμός.
Επιπλέον, η ίδια η ερευνητική διαδικασία πάσχει από τους περιορισμούς αυτής της προσέγγισης. Οι μικροσκόπιοι τυπικά σαρώνουν το δείγμα για να παράγουν μια επισκόπηση χαμηλότερης ανάλυσης και στη συνέχεια ζουμ για να παράγουν λεπτομερείς εικόνες μόνο στις περιοχές που φαίνεται να ενδιαφέρουν. Η επιστροφή αργότερα για να γίνουν κοντινά πλάνα άλλων περιοχών μπορεί συχνά να είναι δύσκολη, αν όχι αδύνατη, σημειώνουν οι ερευνητές, επειδή ορισμένοι τύποι συντηρημένων δειγμάτων μπορεί να επιδεινωθούν με την πάροδο του χρόνου.
Σε απάντηση, η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε έναν νέο τρόπο συνδυασμού χιλιάδων διακριτών εικόνων ηλεκτρονικού μικροσκοπίου για τη δημιουργία ενός συνεκτικού και διαδραστικού συνόλου. Ως μέρος της διαδικασίας, χιλιάδες ελαφρώς επικαλυπτόμενες εικόνες συλλέγονται σε μία αρχική φάση. Στη συνέχεια, ένα αυτοματοποιημένο πρόγραμμα λογισμικού τους τροφοδοτεί ουσιαστικά μαζί, χρησιμοποιώντας μεταδεδομένα στον προσανατολισμό μεμονωμένων εικόνων και έναν αλγόριθμο που συγκρίνει παρόμοια χαρακτηριστικά σε καθένα από αυτά για να καθορίσει ακριβώς πού πρέπει να τοποθετηθούν.
Το έμβρυο zebrafish που απεικονίζεται αποτελείται από περισσότερες από 26.000 μεμονωμένες εικόνες. Το τεράστιο αρχείο ζυγίζει σε συνολικά 281 gigapixels, με 16 εκατομμύρια pixels ανά ίντσα. Το ολόκληρο έμβρυο έχει μήκος 1, 5 mm και μπορείτε να μετακινηθείτε από μια μεγεθυμένη εικόνα του συνόλου σε μια λεπτομερή προβολή των δομών, όπως ενός πυρήνα, μέσα σε ένα συγκεκριμένο κελί.
Η νέα τεχνολογία θα χρησιμεύσει ως περισσότερο από την ψυχαγωγία στο Internet για τα επιστημονικά κεκλιμένα. Οι ερευνητές δηλώνουν ότι η νέα τους μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει άλλους επιστήμονες να κάνουν ανακαλύψεις, επειδή θα είναι πιο ικανές να συσχετίσουν δομές με λειτουργίες σε ποικίλες κλίμακες. Ως απόδειξη, χρησιμοποίησαν την τεχνική για να αναλύσουν το έμβρυο zebrafish, τον ανθρώπινο δερματικό ιστό, ένα έμβρυο ποντικού και κύτταρα νεφρού ποντικού.
