Tecnologia Científica

Novo software de realidade virtual permite que os cientistas caminhar dentro e analisar células individuais
Um software de realidade virtual que permite aos pesquisadores 'caminhar' dentro e analisar células individuais pode ser usado para entender problemas fundamentais da biologia e desenvolver novos tratamentos para doenças.
Por Sarah Collins - 13/10/2020


A análise DBScan está sendo realizada em um neurônio maduro em um espaço de trabalho vLUME típico. Crédito: Alexandre Kitching

O software, chamado v LUME, foi criado por cientistas da Universidade de Cambridge e pela empresa de software de análise de imagem 3D Lume VR Ltd. Ele permite que dados de microscopia de super-resolução sejam visualizados e analisados ​​em realidade virtual, e pode ser usado para estudar tudo, desde proteínas individuais para células inteiras. Os detalhes são publicados na revista Nature Methods .

A microscopia de super-resolução, ganhadora do Prêmio Nobel de Química em 2014, possibilita a obtenção de imagens em nanoescala por meio de truques engenhosos da física para contornar os limites impostos pela difração de luz. Isso permitiu aos pesquisadores observar os processos moleculares conforme eles acontecem. No entanto, um problema tem sido a falta de maneiras de visualizar e analisar esses dados em três dimensões.

“A biologia ocorre em 3D, mas até agora era difícil interagir com os dados em uma tela de computador 2D de forma intuitiva e envolvente”, disse o Dr. Steven F. Lee, do Departamento de Química de Cambridge, que liderou a pesquisa. “Foi só quando começamos a ver nossos dados em realidade virtual que tudo se encaixou.”

O projeto v LUME começou quando Lee e seu grupo se encontraram com os fundadores da Lume VR em um evento de engajamento público no Museu da Ciência em Londres. Enquanto o grupo de Lee tinha experiência em microscopia de super-resolução, a equipe de Lume se especializou em computação espacial e análise de dados e, juntos, eles foram capazes de desenvolver o v LUME em uma nova ferramenta poderosa para explorar conjuntos de dados complexos em realidade virtual.

“ V LUME é um software de imagem revolucionário que traz os humanos para a nanoescala”, disse Alexandre Kitching, CEO da Lume. “Ele permite que os cientistas visualizem, questionem e interajam com dados biológicos 3D, em tempo real, tudo em um ambiente de realidade virtual, para encontrar respostas para questões biológicas mais rapidamente. É uma nova ferramenta para novas descobertas. ”

“Os dados gerados a partir da microscopia de super-resolução são extremamente complexos”, disse Kitching. “Para os cientistas, a execução da análise desses dados pode consumir muito tempo. Com o v LUME, conseguimos reduzir amplamente o tempo de espera, permitindo testes e análises mais rápidos. ”


Visualizar os dados dessa forma pode estimular novas iniciativas e ideias. Por exemplo, Anoushka Handa - uma estudante de doutorado do grupo de Lee - usou o software para criar imagens de uma célula imunológica retirada de seu próprio sangue e, em seguida, ficou dentro de sua própria célula em realidade virtual. “É incrível - dá a você uma perspectiva totalmente diferente do seu trabalho”, disse ela.

A análise DBScan está sendo realizada em um neurônio maduro em um espaço
de trabalho vLUME típico. Crédito: Alexandre Kitching


O software permite que vários conjuntos de dados com milhões de pontos de dados sejam carregados e encontre padrões nos dados complexos usando algoritmos de agrupamento embutidos. Essas descobertas podem ser compartilhadas com colaboradores em todo o mundo usando recursos de imagem e vídeo no software.

“Os dados gerados a partir da microscopia de super-resolução são extremamente complexos”, disse Kitching. “Para os cientistas, a execução da análise desses dados pode consumir muito tempo. Com o v LUME, conseguimos reduzir amplamente o tempo de espera, permitindo testes e análises mais rápidos. ”

A equipe está usando principalmente v LUME com conjuntos de dados biológicos, como neurônios, células imunológicas ou células cancerosas. Por exemplo, o grupo de Lee tem estudado como as células do antígeno desencadeiam uma resposta imunológica no corpo. “Através da segmentação e visualização dos dados no vLUME, pudemos rapidamente descartar certas hipóteses e propor novas”, disse Lee. Este software permite que os pesquisadores explorem, analisem, segmentem e compartilhem seus dados de novas maneiras. Tudo que você precisa é de um fone de ouvido VR. ”

 

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