Duke University-forskere har utviklet ultrarask funksjonell fotoakustisk teknologi
fotoakustisk mikroskopi, sombrukt av forskere, er basert på en kombinasjon av lys og lyd. Laseren leder lyset inn i målvevet eller cellen. Under påvirkning av lys varmes cellen opp og utvides øyeblikkelig, og skaper en ultralydbølge, som registreres av sensorer.
Bilde: Xiaoyi Zhu et al., Nature Light: Science & applikasjoner
Forskerne forbedret enheten for fotoakustisk mikroskopi, og brukte også maskinlæring for å forbedre kvaliteten på innkommende bilder.
Flervinklet skanningssystem laget avforskere, sender flere laserpulser over et større område, og en ny skannemekanisme lar laserskanneren og ultralydsensoren fungere samtidig. Utviklerne bemerker at disse endringene har doblet hastigheten på enheten deres.
På det andre trinnet laget forskerne en algoritme for maskintrening, noe som økte oppløsningen på bilder. Forskerne trente AI til å identifisere vaskulaturen i hjernen ved å bruke mer enn 400 bilder av musehjerner samlet i tidligere eksperimenter. Mens hver hjerne er unik, lærte algoritmen å identifisere vanlige strukturer og brukte den kunnskapen til å fylle ut tidligere manglende piksler.
"De resulterende bildene så like utlike detaljerte som de høyoppløselige bildene vi vanligvis ville fått hvis vi løp i mye lavere hastigheter og ikke måtte ofre hele synsfeltet, sier Junjie Yao, en av studiens forfattere.
Forskerne bemerker at når de visualisererHjernen trenger å gjøre to ting samtidig. På den ene siden må instrumentene være raske nok til å fange opp kortsiktige hendelser, som avfyring av et nevron eller bevegelse av blod gjennom en kapillær. Og samtidig skal de vise aktivitet på forskjellige skalaer - i hele hjernen eller på nivå med en arterie.
Du kan nå disse målene individuelt, mendet er veldig vanskelig å gjøre dem alle sammen. Det er som å velge mellom en liten, rask bil som er ubehagelig å sitte i, eller en stor, romslig bil som ikke kjører over 30 mil i timen.
Junjie Yao, assisterende professor i biomedisinsk ingeniørvitenskap ved Duke University, medforfatter av studien
Forskere planlegger å bruke UFF-PAM tilstuderer hjernesykdommer som demens, Alzheimers eller til og med langvarig COVID. De planlegger også å forbedre enheten for avbildning av organer som hjertet, leveren og morkaken, som også er i bevegelse og krever høyhastighetsavbildning.
Les mer
Sammenlign hvordan måneformørkelsen ble filmet av NASA og Roscosmos
Du har aldri sett solen så nærme. Solar Orbiter-video publisert
Voyager 1 sender merkelige data. NASA forstår ikke hva som skjer