Исследователи из Кембриджского университета открыли новый путь к пониманию фундаментальных проблем биологии, который в дальнейшей разработке методов лечения тяжелых заболеваний. Об этом сообщает Phys.org.
Рабочая среда vLUME. Фото: Alexandre Kitching
Специалисты разработали специальное программное обеспечение vLUME совместно с компанией по разработке ПО для анализа трехмерных изображений Lume VR Ltd. Новый софт позволяет визуализировать и анализировать данные микроскопии сверхвысокого разрешения в виртуальной реальности и может использоваться для изучения всего, от отдельных белков до целых клеток.
Флюоресцентная микроскопия высокого разрешения дает возможность получить изображения в наномасштабе, используя хитрые физические уловки, чтобы обойти ограничения дифракции света. Таким образом ученые смогли непосредственно наблюдать за происходящими на молекулярном уровне процессами. В 2014 году это открытие удостоилось Нобелевской премии по химии. Правда, оставалась проблема с визуализацией и анализом этой информации в трех измерениях.
«Биология происходит в трех измерениях, до этого момента было сложно работать с данными на плоском экране компьютера на интуитивном уровне, — отметил доктор Стивен Ф. Ли, руководитель исследования. — Только когда мы начали видеть наши данные в виртуальной реальности, все встало на свои места».
По словам CEO Lume Александра Китичнга, их инструмент позволяет ученым взаимодействовать с трехмерными биологическими данными в реальном времени внутри виртуальной среды. С его специалисты могут быстрее ставить задачи и находить ответы.
vLUME может работать с несколькими наборами данных, состоящими из миллионов позиций. Программа включает алгоритмы кластеризации, которые ищет похожие паттерны в сложных данных.
«Данные, полученные с микроскопии сверхвысокого разрешения, чрезвычайно сложны, — пояснил Китчинг. — Для ученых анализ может занять очень много времени. Благодаря vLUME нам удалось значительно сократить время ожидания, что позволило проводить более быструю обработку».
По словам доктора Ли и быстро сегментировать и просмотреть собранные данные, исключить определенные гипотезы и предложить новые. Все, что требуется биологам для работы — очки виртуальной реальности.
Население поверхностных зон мирового океана насчитывает около 170 тыс. видов разных животных, главным образом простейших, губок, кишечнополостных, червей, членистоногих, иглокожих, рыб и млекопитающих. чем глубже, тем меньше видов, а на самых больших глубинах океана обитают всего лишь немногие сотни или даже десятки видов. там корненожки фораминиферы, губки, кишечно-полостные, черви, ракообразные и иглокожие. глубоководные рыбы обитают на несколько меньших глубинах. глубоководная фауна формировалась, очевидно, в зоне холодных и умеренных морей, где животные, погружаясь в глубину, не встречали значительных изменений температуры. часть глубоководной фауны могла возникнуть и в тропической зоне океана. интересны и разнообразны приспособления у глубоководных животных для существования в океанических глубинах. здесь много хищных рыб — их внешний вид наглядно говорит об образе жизни . у них громадные пасти с длинными загнутыми назад острыми зубами; кажется, что все животное состоит из одной пасти. туловище же обычно непропорционально тонкое, иногда короткое. у рыб, живущих на глубине более 1800 м, глаза чаще всего маленькие или совсем отсутствуют. глубоководные рыбы часто лишены плавательного пузыря, или он мал. их плавучесть обеспечивается в основном за счет жира. у многих из этих хищников вся пасть светится изнутри, и бедную жертву так и тянет заглянуть туда, а хищник того и ждет: попробуй — загляни! у рыбы-удильщика для привлечения жертв есть другое хитрое приспособление : перед самой пастью на длинном щупальце-удочке качается и светится разными огнями маленький фонарик — совсем как светофор на улице, даже и цвета те же. жертва, привлеченная огоньком, подплывает к самой пасти хищника и за любопытство платится жизнью. и где только у хищников глубин не помещаются светящиеся органы: и под глазами, как фары автомобилей, и по бокам тела, да еще в несколько рядов, так что издали рыба похожа на пассажирский корабль ночью. кроме светящейся приманки у глубоководных животных есть длинные тонкие усики. иногда длинным усиком вытянут у них конец хвоста. все это чувствительные органы осязания, способные улавливать малейшее колебание воды. все эти приспособления нужны для того, чтобы находить добычу — ведь ее так мало в глубинах океана. рядом своеобразных признаков и те глубоководные животные, которые живут на морском дне или в самом грунте. многие из них лишены окраски. вид у них серый, бесцветный. все они грунтоеды. наполняя свой кишечник большими порциями грунта, они используют его органические вещества и бактерии.
Химия вышла в трехмерное пространство.
Исследователи из Кембриджского университета открыли новый путь к пониманию фундаментальных проблем биологии, который в дальнейшей разработке методов лечения тяжелых заболеваний. Об этом сообщает Phys.org.
Рабочая среда vLUME. Фото: Alexandre Kitching
Специалисты разработали специальное программное обеспечение vLUME совместно с компанией по разработке ПО для анализа трехмерных изображений Lume VR Ltd. Новый софт позволяет визуализировать и анализировать данные микроскопии сверхвысокого разрешения в виртуальной реальности и может использоваться для изучения всего, от отдельных белков до целых клеток.
Флюоресцентная микроскопия высокого разрешения дает возможность получить изображения в наномасштабе, используя хитрые физические уловки, чтобы обойти ограничения дифракции света. Таким образом ученые смогли непосредственно наблюдать за происходящими на молекулярном уровне процессами. В 2014 году это открытие удостоилось Нобелевской премии по химии. Правда, оставалась проблема с визуализацией и анализом этой информации в трех измерениях.
«Биология происходит в трех измерениях, до этого момента было сложно работать с данными на плоском экране компьютера на интуитивном уровне, — отметил доктор Стивен Ф. Ли, руководитель исследования. — Только когда мы начали видеть наши данные в виртуальной реальности, все встало на свои места».
По словам CEO Lume Александра Китичнга, их инструмент позволяет ученым взаимодействовать с трехмерными биологическими данными в реальном времени внутри виртуальной среды. С его специалисты могут быстрее ставить задачи и находить ответы.
vLUME может работать с несколькими наборами данных, состоящими из миллионов позиций. Программа включает алгоритмы кластеризации, которые ищет похожие паттерны в сложных данных.
«Данные, полученные с микроскопии сверхвысокого разрешения, чрезвычайно сложны, — пояснил Китчинг. — Для ученых анализ может занять очень много времени. Благодаря vLUME нам удалось значительно сократить время ожидания, что позволило проводить более быструю обработку».
По словам доктора Ли и быстро сегментировать и просмотреть собранные данные, исключить определенные гипотезы и предложить новые. Все, что требуется биологам для работы — очки виртуальной реальности.
Объяснение: