Dankzij microscopen zijn we al enige tijd in staat om cellen en ander biologisch materiaal van erg dichtbij te bekijken. Maar al die afbeeldingen zijn 2D en er zit een grens aan welke informatie je daar uit kunt halen. Een onderzoeksteam van Carnegie Mellon University en Benaroya Research Institute bij Virginia Mason laat de wetenschap echter een stap verder gaan met een geheel nieuwe technologie.
De onderzoekers hebben nanoscale beeldtechnieken gecombineerd met virtual reality (VR) om een methode te maken waarmee wetenschappers “in” het biologische materiaal kunnen kijken. Door de techniek – genaamd microscopie – en VR te combineren kunnen wetenschappers celstructuren vergroten, verkennen en analyseren.
Volgens de wetenschappers moet de nieuwe techniek onderzoekers in staat stellen om infectie- en autoimmuunziekten beter te begrijpen en hun mogelijkheid om behandelmethodes en preventie te ontwikkelen vergroten.
Microscopie
Yongxin (Leon) Zhao, een assistent-professor van biologische wetenschappen bij Carnegie Mellon’s Mellon College of Science, werkte bijvoorbeeld aan microscopie om een biopsie fysiek te vergroten. Daardoor moeten onderzoekers de kleine details in biologische monsters kunnen zien aan de hand van normale microscopen.
De monsters worden vergroot door ze chemisch te transformeren in water oplosbare hydrogels. Vervolgens wordt het weefsel losser, waardoor de monsters tot honderd keer in volume kunnen groeien. Het weefsel en de moleculen krijgen een label, en kunnen omgezet worden in een complexe set aan data, die gebruikt kan worden om de interacties tussen cellen en hun structuren te onderzoeken.
Nadeel is echter dat het twee tot drie keer meer data nodig heeft dan de huidige technieken kunnen interpreteren. Omdat probleem op te lossen, wordt microscopie dus gecombineerd met VR.
VR
De gebruikte VR-techologie is specifiek voor dit doeleinde ontworpen. Hiermee kunnen onderzoekers de originele 2D-vergroting zien en manipuleren in 3D, waardoor ze een 360 graden-beeld van het weefsel en de organisatie en interactie van proteïnes kunnen zien.
Het uiteindelijke doel is dat de VR-tool op open platformen gedeeld wordt met andere wetenschappers, samen met de microscopie-technologie. Daardoor moeten meer wetenschappers nieuwe details van ziekteprocessen kunnen bekijken, en grotere en complexere sets aan data begrijpen.