Un embrione di pesce zebra visto nel suo insieme, composto da oltre 26.000 immagini dettagliate. Foto tramite il Journal of Cell Biology
Quando Google Earth è uscito per la prima volta nel 2005, molti di noi hanno avuto un'esperienza simile. Guardando con gli occhi spalancati lo schermo del nostro computer, abbiamo ingrandito da un'immagine della Terra nello spazio a una vista del Nord America, quindi gli Stati Uniti, quindi il nostro stato d'origine, quindi la città, quindi il quartiere, alla fine ipnotizzati da una vista del nostro propria casa o condominio.
Zoom successivi sull'immagine dell'embrione di pesce zebra combinato. Foto tramite il Journal of Cell Biology
Ora, un gruppo di ricerca del Leiden University Medical Center nei Paesi Bassi ha reso possibile la stessa esperienza per un pezzo di tessuto biologico. Come dettagliato in un articolo pubblicato ieri sul Journal of Cell Biology, i ricercatori hanno creato una nuova tecnologia che chiamano "nanoscopia virtuale". Cucendo insieme migliaia di immagini da un microscopio elettronico, consentono agli spettatori di zoomare da una vista a livello di tessuto in basso per vedere le singole cellule in dettaglio. Puoi sperimentare la tecnologia per te sul sito Web del giornale, con un'immagine di un embrione di zebrafish usata come dimostrazione.
Dagli anni '50, i microscopi elettronici hanno permesso ai biologi di vedere le strutture all'interno delle cellule con dettagli straordinari. Il problema, specialmente per i laici, è che queste immagini sono così ingrandite che è difficile dire esattamente cosa stai guardando. Minuscole porzioni di una cellula sono catturate in ogni immagine, ma viste isolatamente, sono difficili da immaginare mentalmente in termini di intera cellula, per non parlare di un pezzo di tessuto o di un intero organismo.
Inoltre, il processo di ricerca stesso soffre dei limiti di questo approccio. I microscopisti in genere scansionano il campione per produrre una panoramica a risoluzione più bassa, quindi ingrandiscono per produrre immagini dettagliate solo nelle aree che sembrano essere di interesse. Tornare più tardi per fotografare primi piani di altre aree può essere spesso difficile, se non impossibile, osservano i ricercatori, poiché alcuni tipi di esemplari conservati possono deteriorarsi nel tempo.
In risposta, il team di ricerca ha sviluppato un nuovo modo di combinare migliaia di distinte immagini al microscopio elettronico per creare un insieme coerente e interattivo. Come parte del processo, migliaia di immagini leggermente sovrapposte vengono raccolte in una fase iniziale. Quindi, un programma software automatizzato li ricucisce virtualmente, usando metadati sull'orientamento delle singole immagini e un algoritmo che confronta caratteristiche simili in ciascuna di esse per determinare esattamente dove dovrebbero essere posizionate.
L'embrione di zebrafish mostrato è composto da oltre 26.000 singole immagini. L'enorme file pesa un totale di 281 gigapixel, con 16 milioni di pixel per pollice. L'intero embrione è lungo 1, 5 mm e puoi passare da un'immagine ingrandita del tutto a una vista dettagliata di strutture, come un nucleo, all'interno di una cella specifica.
La nuova tecnologia servirà come qualcosa di più dell'intrattenimento su Internet per persone scientificamente inclini. I ricercatori affermano che il loro nuovo metodo può essere utilizzato per aiutare altri scienziati a fare scoperte, perché saranno più in grado di mettere in relazione le strutture con le funzioni su una varietà di scale. Come prova, hanno usato la tecnica per analizzare l'embrione di pesce zebra, il tessuto della pelle umana, un embrione di topo e le cellule renali del topo.
