Výzkumníci z Duke University vyvinuli ultrarychlou funkční fotoakustickou technologii
fotoakustická mikroskopie, kterápoužívaný vědci, je založen na kombinaci světla a zvuku. Laser směřuje světlo do cílové tkáně nebo buňky. Působením světla se buňka zahřeje a okamžitě expanduje, čímž vznikne ultrazvuková vlna, kterou zaznamenají senzory.
Obrázek: Xiaoyi Zhu et al., Nature Light: Science & Aplikace
Výzkumníci vylepšili zařízení pro fotoakustickou mikroskopii a také použili strojové učení ke zlepšení kvality příchozích snímků.
Víceúhlový skenovací systém vytvořený společnostívědci, vysílá více laserových pulzů na větší plochu a nový skenovací mechanismus umožňuje, aby laserový skener a ultrazvukový senzor pracovaly současně. Vývojáři poznamenávají, že tyto změny zdvojnásobily rychlost jejich zařízení.
Ve druhé fázi vědci vytvořili algoritmus pro strojškolení, které zvýšilo rozlišení obrázků. Vědci vycvičili umělou inteligenci k identifikaci vaskulatury v mozku pomocí více než 400 snímků myších mozků získaných v předchozích experimentech. I když je každý mozek jedinečný, algoritmus se naučil identifikovat společné struktury a použil tyto znalosti k doplnění dříve chybějících pixelů.
„Výsledné obrázky vypadaly stejnětak detailní jako snímky ve vysokém rozlišení, které bychom normálně získali, kdybychom běželi mnohem pomaleji a nemuseli obětovat celé zorné pole,“ říká Junjie Yao, jeden z autorů studie.
Vědci poznamenávají, že při vizualizaciMozek potřebuje dělat dvě věci současně. Na jedné straně musí být přístroje dostatečně rychlé, aby zachytily krátkodobé události, jako je vystřelení neuronu nebo pohyb krve kapilárou. A přitom by měly vykazovat aktivitu na různých měřítcích – v celém mozku nebo na úrovni jedné tepny.
Tyto cíle můžete dosáhnout individuálně, aleje velmi těžké udělat je všechny dohromady. Je to jako vybírat si mezi malým rychlým autem, ve kterém se nepohodlně sedí, nebo velkým a prostorným autem, které nejede přes 30 mil za hodinu.
Junjie Yao, odborný asistent biomedicínského inženýrství na Duke University, spoluautor studie
Výzkumníci plánují použít UFF-PAMstudium mozkových onemocnění, jako je demence, Alzheimerova choroba nebo dokonce dlouhodobý COVID. Plánují také vylepšit zařízení pro zobrazování orgánů, jako je srdce, játra a placenta, které jsou rovněž v pohybu a vyžadují vysokorychlostní zobrazování.
Přečtěte si více
Porovnejte, jak bylo zatmění Měsíce natočeno NASA a Roskosmosem
Ještě nikdy jste neviděli Slunce tak blízko. Zveřejněno video Solar Orbiter
Voyager 1 posílá podivná data. NASA nechápe, co se děje