Forskere ved Duke University har udviklet en ultrahurtig funktionel fotoakustisk
fotoakustisk mikroskopi, sombrugt af videnskabsmænd, er baseret på en kombination af lys og lyd. Laseren leder lyset ind i målvævet eller cellen. Under påvirkning af lys opvarmes cellen og udvider sig øjeblikkeligt, hvilket skaber en ultralydsbølge, som optages af sensorer.
Billede: Xiaoyi Zhu et al., Nature Light: Science & Applications
Forskerne forbedrede enheden til fotoakustisk mikroskopi og anvendte også maskinlæring for at forbedre kvaliteten af indkommende billeder.
Multi-vinkel scanning system skabt afvidenskabsmænd, sender flere laserimpulser over et større område, og en ny scanningsmekanisme gør det muligt for laserscanneren og ultralydssensoren at arbejde samtidigt. Udviklerne bemærker, at disse ændringer har fordoblet hastigheden på deres enhed.
På anden fase skabte forskerne en algoritme til maskinetræning, hvilket øgede opløsningen af billeder. Forskerne trænede AI til at identificere vaskulaturen i hjernen ved hjælp af mere end 400 billeder af musehjerner indsamlet i tidligere eksperimenter. Mens hver hjerne er unik, lærte algoritmen at identificere fælles strukturer og brugte den viden til at udfylde tidligere manglende pixels.
"De resulterende billeder så ens udlige så detaljerede som de højopløselige billeder, vi normalt ville få, hvis vi løb med meget langsommere hastigheder og ikke behøvede at ofre hele synsfeltet,” siger Junjie Yao, en af undersøgelsens forfattere.
Forskerne bemærker, at når de visualisererHjernen skal gøre to ting på samme tid. På den ene side skal instrumenterne være hurtige nok til at fange kortsigtede begivenheder, såsom affyring af en neuron eller bevægelse af blod gennem en kapillær. Og samtidig skal de vise aktivitet på forskellige skalaer - i hele hjernen eller på niveau med en arterie.
Du kan nå disse mål individuelt, mendet er meget svært at lave dem alle sammen. Det er som at vælge mellem en lille, hurtig bil, der er ubehagelig at sidde i, eller en stor, rummelig bil, der ikke kører over 30 miles i timen.
Junjie Yao, assisterende professor i biomedicinsk teknik ved Duke University, medforfatter af undersøgelsen
Forskere planlægger at bruge UFF-PAM tilstuderer hjernesygdomme såsom demens, Alzheimers eller endda langvarig COVID. De planlægger også at forbedre enheden til billeddannelse af organer såsom hjertet, leveren og placenta, som også er i bevægelse og kræver højhastighedsbilleddannelse.
Læs mere
Sammenlign hvordan måneformørkelsen blev filmet af NASA og Roscosmos
Du har aldrig set Solen så tæt på. Solar Orbiter-video offentliggjort
Voyager 1 sender mærkelige data. NASA forstår ikke, hvad der foregår