Revolúcia v mikroskopii: Nový algoritmus urýchľuje analýzu obrazu!

Revolúcia v mikroskopii: Nový algoritmus urýchľuje analýzu obrazu!

14. júla 2025 traja poprední výskumníci z Univerzity Georga Augusta v Göttingene, Prof. Dr. Lutz Ackermann, Prof. Dr. Timo Betz a Prof. Dr. Jörg Enderlein, získali významný grant od Európskej rady pre výskum (ERC). Tento grant Proof of Concept (PoC) vo výške 150 000 eur bude poskytnutý počas obdobia 18 mesiacov a je zameraný na výskumníkov s predchádzajúcim financovaním ERC. Financie sú určené na podporu inovatívnych projektov, ktoré majú potenciál umožniť výrazný pokrok vo vede a technike.

Prof. Ackermann zameriava svoje financovanie na projekt „PhotoElectroFlow“. Ide o vývoj technológie chemickej syntézy šetrnej k životnému prostrediu, ktorá využíva slnečnú a elektrickú energiu. Hlavným cieľom PhotoElectroFlow je vytvorenie kontinuálneho elektrolyzéra založeného na fotoelektrochemickej molekulárnej syntéze.

Inovácie v analýze obrazu

Ďalším zameraním Prof. Betza je vývoj platformy „BiQ-Cloud“. Cieľom tejto platformy je poskytnúť nákladovo efektívne analytické nástroje pre biomedicínsky výskum. BiQ-Cloud umožňuje analýzu mikroskopických snímok v bezpečnom cloudovom prostredí a nevyžaduje drahý softvér ani rozsiahle IT znalosti. Systém sa v súčasnosti používa na analýzu srdcového a kostrového svalstva a slúži ako základ pre založenie spin-out spoločnosti.

Okrem toho Prof. Enderlein pracuje na inovatívnom mikročipe „QYieldChip“, ktorý sa používa na meranie kvantového výťažku luminiscencie bez kalibrácie. Táto technológia umožňuje presné merania v rôznych luminiscenčných systémoch a má uplatnenie v oblastiach biozobrazovania, materiálovej vedy, poľnohospodárstva a environmentálneho snímania.

Pokroky v mikroskopii

Vo svete zobrazovania vyvinul medzinárodný tím na univerzite v Tübingene algoritmus s názvom DECODE (DEep COntext DEpendent), ktorý predstavuje revolúciu v mikroskopii s vysokým rozlíšením. Táto metóda, ktorá bola v roku 2014 ocenená Nobelovou cenou za chémiu, umožňuje detailný pohľad na bunkové a nanometrické štruktúry. Algoritmus zlepšuje jednomolekulovú lokalizačnú mikroskopiu (SMLM) dramatickým znížením počtu požadovaných obrázkov, čím sa zvyšuje rýchlosť zobrazovania až desaťnásobne, bez výraznej straty rozlíšenia.

Softvér na používanie DECODE je bezplatný a ľahko sa inštaluje, čo z neho robí cenný nástroj pre výskumníkov. DECODE zároveň kvantifikuje neistoty v lokalizácii a využíva hlboké učenie na dosiahnutie lepších výsledkov. Tento algoritmus bol vyvinutý v spolupráci s European Molecular Biology Laboratory (EMBL) v Heidelbergu a Janelia Research Campus vo Virgínii (USA).

Stručne povedané, financovanie Univerzity v Göttingene a pokroky v mikroskopii ukazujú, ako možno podporovať inovácie v biomedicínskom výskume a v oblasti analýzy obrazu. Vývoj v oblasti spracovania obrazu a nových technológií má potenciál poskytnúť významný pohľad na základy biologických procesov a mohol by mať široké uplatnenie v medicíne a iných vedeckých oblastiach. Ďalšie informácie o týchto projektoch a technológiách nájdete na webovej stránke Univerzita Georga Augusta v Göttingene, Výskumné centrum Jülich a Univerzita v Tübingene nájsť.