Исследователи из Университета Аделаиды совершили прорыв в области биологической визуализации, впервые применив камеры, разработанные для квантовых измерений, для наблюдения за эмбрионами. Это новаторское исследование, проведенное учеными из Центра света для жизни (Center of Light for Life), открывает новые горизонты в понимании ранних стадий развития жизни.
Ключевой особенностью использованной технологии является сверхчувствительная камера, способная подсчитывать отдельные пакеты световой энергии (фотоны) на каждом пикселе. Такая чувствительность имеет решающее значение при изучении биологических процессов в их естественном состоянии, поскольку позволяет освещать живые клетки очень мягкими дозами света. Это минимизирует повреждения, вызываемые освещением, что является одной из главных проблем в биологической визуализации.
Зейн Петеркович, ведущий автор исследования и аспирант, вместе с командой разработал методы для объективного сравнения качества изображений, полученных с помощью различных камер. Учитывая низкий уровень освещения, исследователи также изучили возможности искусственного интеллекта для устранения шума (статических помех) с полученных изображений.
«Цифровые технологии камер достигли такого уровня развития, что концепции квантовой механики становятся актуальными для практического применения», — отмечает профессор Кишан Дхолакия, директор Центра. В исследовательскую группу также вошли доктор Авинаш Упадхья, Рамсес Баутиста Гонсалес, доктор Меган Лим, доктор Крис Перрелла, Адмир Байрактаревич и доцент Кайли Даннинг, которая также возглавляет Группу репродуктивного успеха в Исследовательском институте Робинсона.
Команда протестировала технологию для визуализации эмбрионов в рамках доклинического исследования. Образцы представляют собой живые, развивающиеся экземпляры, которые служат основой для исследований, поддерживающих достижения в клиническом экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО). Особую ценность представляет то, что природные соединения в клетках светятся при освещении, предоставляя исследователям важную информацию без необходимости введения искусственных красителей.
Результаты исследования, опубликованные в журнале APL Photonics, демонстрируют значительный потенциал квантово-вдохновленных технологий визуализации в биологических исследованиях. Эта работа не только расширяет наши возможности наблюдения за ранними стадиями жизни, но и закладывает основу для будущих инноваций в области репродуктивной медицины.
В будущем исследователи планируют расширить применение этой технологии в область квантовой визуализации, используя квантовые состояния света для получения дополнительной информации об исследуемых образцах. Это может привести к еще более глубокому пониманию процессов, происходящих на самых ранних этапах развития жизни, и потенциально революционизировать методы диагностики и лечения в репродуктивной медицине.
Изображение носит иллюстративный характер
Ключевой особенностью использованной технологии является сверхчувствительная камера, способная подсчитывать отдельные пакеты световой энергии (фотоны) на каждом пикселе. Такая чувствительность имеет решающее значение при изучении биологических процессов в их естественном состоянии, поскольку позволяет освещать живые клетки очень мягкими дозами света. Это минимизирует повреждения, вызываемые освещением, что является одной из главных проблем в биологической визуализации.
Зейн Петеркович, ведущий автор исследования и аспирант, вместе с командой разработал методы для объективного сравнения качества изображений, полученных с помощью различных камер. Учитывая низкий уровень освещения, исследователи также изучили возможности искусственного интеллекта для устранения шума (статических помех) с полученных изображений.
«Цифровые технологии камер достигли такого уровня развития, что концепции квантовой механики становятся актуальными для практического применения», — отмечает профессор Кишан Дхолакия, директор Центра. В исследовательскую группу также вошли доктор Авинаш Упадхья, Рамсес Баутиста Гонсалес, доктор Меган Лим, доктор Крис Перрелла, Адмир Байрактаревич и доцент Кайли Даннинг, которая также возглавляет Группу репродуктивного успеха в Исследовательском институте Робинсона.
Команда протестировала технологию для визуализации эмбрионов в рамках доклинического исследования. Образцы представляют собой живые, развивающиеся экземпляры, которые служат основой для исследований, поддерживающих достижения в клиническом экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО). Особую ценность представляет то, что природные соединения в клетках светятся при освещении, предоставляя исследователям важную информацию без необходимости введения искусственных красителей.
Результаты исследования, опубликованные в журнале APL Photonics, демонстрируют значительный потенциал квантово-вдохновленных технологий визуализации в биологических исследованиях. Эта работа не только расширяет наши возможности наблюдения за ранними стадиями жизни, но и закладывает основу для будущих инноваций в области репродуктивной медицины.
В будущем исследователи планируют расширить применение этой технологии в область квантовой визуализации, используя квантовые состояния света для получения дополнительной информации об исследуемых образцах. Это может привести к еще более глубокому пониманию процессов, происходящих на самых ранних этапах развития жизни, и потенциально революционизировать методы диагностики и лечения в репродуктивной медицине.
