Az Izraeli Technológiai Intézet (Technion) kutatói mélytanulást (deep learning) is használva fejlesztettek új mikroszkópot, amely lehetőséget nyújt, hogy tudósok három dimenzióban (3D) lássák a sejteket működés közben.

A DeepSTORM3D szuper-nagyfelbontású 3D műszerrel kivitelezhető mozgó rendszerek 3D képekkel történő feltérképezése. Felbontása kb. tízszer nagyobb, mint a szabvány optikai mikroszkópoké.

A kutatók által fejlesztett mesterséges idegháló képes volt saját magát gyakoroltatni, hogy a valóságból származó mikroszkopikus adatokból, mintákból szuper-nagyfelbontású 3D képeket hozzon létre.

„Az új technológiával eljutottunk abba az irányba, hogy megvalósíthassuk a biológiai kutatások Szent Grálját, élő sejtek biológiai folyamatainak szuper-nagyfelbontásban történő feltérképezését. Fontos, hogy az élettudományok profitáljanak a munkánkból, és szerencsére közeli kapcsolatban is állunk biológusokkal, akik folyamatosan jelzik: igényt tartanak a fejlesztéseinkre” – jelentette ki Yoav Shechtman, a Technion egyik fejlesztője.

Az adatábrázolás mellett, az idegháló az eszközkészítésben is sokat segített, a kutatóknak többször szolgáltatott hasznos információkat a mikroszkópépítés módszeréről.    

Az új technika valóban forradalmasíthatja a biológiát.

A jelenlegi mikroszkópok ugyanis kétdimenziós képeket mutatnak sejtekről. Tudósok láthatják a belsejüket is, hogy mi történik ott, ezekről a képekről viszont törvényszerűen hiányoznak fontos információk, mivel a világ háromdimenziós. Eddig rétegenként szkenneltek mintákat, és az összes réteget tartalmazó számítógépes képet dolgoztak ki, azt kezelték 3D objektumként.

Mivel minden egyes réteg leszkenneléséhez a mintáknak hosszú ideig állóképeknek kell lenniük, a folyamat korlátozott, sejtek tevékenysége nem nézhető 3D-ben. Ráadásul a hagyományos mikroszkópoknál a fény átmegy a mintán, a képet lencse nagyítja fel. A nagyítást a lencse fénytörési korlátai limitálják.

A DeepSTORM3D-vel megszűnnek ezek a problémák.