Revoliucija mikroskopijoje: naujas algoritmas pagreitina vaizdo analizę!

Revoliucija mikroskopijoje: naujas algoritmas pagreitina vaizdo analizę!

2025 m. liepos 14 d. trys pagrindiniai Getingeno Georg-August universiteto mokslininkai prof. dr. Lutz Ackermann, prof. dr. Timo Betz ir prof. dr. Jörg Enderlein gavo reikšmingą Europos mokslinių tyrimų tarybos (ERC) dotaciją. Ši 150 000 eurų koncepcijos įrodymo (PoC) dotacija bus teikiama per 18 mėnesių ir yra skirta tyrėjams, kurie anksčiau finansavo EMTT. Finansavimas skirtas remti novatoriškus projektus, kurie gali padėti pasiekti reikšmingos mokslo ir technologijų pažangos.

Prof. Ackermann savo finansavimą sutelkia į „PhotoElectroFlow“ projektą. Tai apima aplinkai nekenksmingos cheminės sintezės technologijos, naudojančios saulės ir elektros energiją, sukūrimą. Pagrindinis PhotoElectroFlow tikslas – sukurti nuolatinį elektrolizatorių, pagrįstą fotoelektrochemine molekuline sinteze.

Vaizdų analizės naujovės

Kitas prof. Betz akcentas yra „BiQ-Cloud“ platformos kūrimas. Šia platforma siekiama pateikti ekonomiškai efektyvių biomedicininių tyrimų analizės priemonių. BiQ-Cloud leidžia analizuoti mikroskopinius vaizdus saugioje debesų aplinkoje ir nereikalauja brangios programinės įrangos ar didelių IT žinių. Šiuo metu sistema naudojama širdies ir griaučių raumenims analizuoti ir yra pagrindas steigti besiskiriančią įmonę.

Be to, prof. Enderleinas kuria naujovišką mikroschemą „QYieldChip“, kuri naudojama liuminescencijos kvantinei išeičiai matuoti be kalibravimo. Ši technologija leidžia atlikti tikslius matavimus įvairiose liuminescencinėse sistemose ir yra pritaikyta biovaizdų, medžiagų mokslo, žemės ūkio ir aplinkos jutimo srityse.

Mikroskopijos pažanga

Vaizdo gavimo pasaulyje tarptautinė komanda, tirianti Tiubingeno universitete, sukūrė algoritmą, pavadintą DECODE (Deep COntext DEpendent), kuris iš esmės keičia didelės skiriamosios gebos mikroskopiją. Šis metodas, kuris 2014 m. buvo apdovanotas Nobelio chemijos premija, leidžia išsamiai suprasti ląstelių ir nanometrines struktūras. Algoritmas pagerina vienos molekulės lokalizacijos mikroskopiją (SMLM), smarkiai sumažindamas reikalingų vaizdų skaičių, taip padidindamas vaizdavimo greitį iki dešimties kartų, neprarandant skiriamosios gebos.

Programinė įranga, skirta naudoti DECODE, yra nemokama ir lengvai įdiegiama, todėl ji yra vertinga priemonė tyrėjams. Tuo pačiu metu DECODE kiekybiškai įvertina lokalizacijos neapibrėžtumą ir naudoja gilų mokymąsi, kad pasiektų geresnių rezultatų. Šis algoritmas buvo sukurtas bendradarbiaujant su Europos molekulinės biologijos laboratorija (EMBL) Heidelberge ir Janelia tyrimų miesteliu Virdžinijoje (JAV).

Apibendrinant galima pasakyti, kad Getingeno universiteto finansavimas ir mikroskopijos pažanga rodo, kaip gali būti skatinamos naujovės biomedicinos tyrimų ir vaizdų analizės srityje. Vaizdo apdorojimo ir naujų technologijų raida gali suteikti reikšmingų įžvalgų apie biologinių procesų pagrindus ir gali būti plačiai pritaikyta medicinoje ir kitose mokslo srityse. Daugiau informacijos apie šiuos projektus ir technologijas rasite svetainėje Georgo Augusto Getingeno universitetas, Jülich tyrimų centras ir Tiubingeno universitetas rasti.