Onderzoekers van Duke University hebben ultrasnelle functionele foto-akoestische technologie ontwikkeld
fotoakoestische microscopie, diegebruikt door wetenschappers, is gebaseerd op een combinatie van licht en geluid. De laser richt het licht in het doelweefsel of de doelcel. Onder invloed van licht warmt de cel op en zet onmiddellijk uit, waardoor een ultrasone golf ontstaat, die door sensoren wordt geregistreerd.
Afbeelding: Xiaoyi Zhu et al., Nature Light: Science & Toepassingen
De onderzoekers verbeterden het apparaat voor fotoakoestische microscopie en pasten ook machine learning toe om de kwaliteit van binnenkomende beelden te verbeteren.
Scansysteem met meerdere hoeken gemaakt door:wetenschappers, zendt meer laserpulsen over een groter gebied, en een nieuw scanmechanisme zorgt ervoor dat de laserscanner en ultrasone sensor gelijktijdig kunnen werken. De ontwikkelaars merken op dat deze veranderingen de snelheid van hun apparaat hebben verdubbeld.
In de tweede fase creëerden wetenschappers een algoritme voor machinetraining, die de resolutie van afbeeldingen verhoogde. De onderzoekers trainden AI om het vaatstelsel in de hersenen te identificeren met behulp van meer dan 400 afbeeldingen van muizenhersenen die in eerdere experimenten zijn verzameld. Hoewel elk brein uniek is, leerde het algoritme gemeenschappelijke structuren te identificeren en gebruikte die kennis om eerder ontbrekende pixels in te vullen.
"De resulterende afbeeldingen zagen er hetzelfde uitnet zo gedetailleerd als de afbeeldingen met een hoge resolutie die we normaal zouden krijgen als we op veel lagere snelheden zouden rennen en niet het volledige gezichtsveld hoefden op te offeren”, zegt Junjie Yao, een van de auteurs van het onderzoek.
De onderzoekers merken op dat bij het visualiserenDe hersenen moeten twee dingen tegelijk doen. Enerzijds moeten de instrumenten snel genoeg zijn om kortetermijngebeurtenissen vast te leggen, zoals het afvuren van een neuron of de beweging van bloed door een capillair. En tegelijkertijd moeten ze activiteit vertonen op verschillende schalen - in de hele hersenen of op het niveau van één slagader.
U kunt deze doelen individueel bereiken, maarhet is erg moeilijk om ze allemaal samen te doen. Het is als kiezen tussen een kleine, snelle auto die niet comfortabel is om in te zitten, of een grote, ruime auto die niet harder gaat dan 50 kilometer per uur.
Junjie Yao, assistent-professor biomedische technologie aan de Duke University, co-auteur van de studie
Onderzoekers zijn van plan UFF-PAM te gebruiken omhet bestuderen van hersenziekten zoals dementie, Alzheimer of zelfs langdurig COVID. Ze zijn ook van plan om het apparaat te verbeteren voor beeldvormende organen zoals het hart, de lever en de placenta, die ook in beweging zijn en snelle beeldvorming vereisen.
Lees verder
Vergelijk hoe de maansverduistering werd gefilmd door NASA en Roscosmos
Je hebt de zon nog nooit zo dichtbij gezien. Solar Orbiter-video gepubliceerd
Voyager 1 verzendt vreemde gegevens. NASA begrijpt niet wat er aan de hand is