برنامج واقع افتراضي جديد يسمح للعلماء بالسير داخل خلايا الجسم

يمكن استخدام برنامج الواقع الافتراضي الذي يسمح للباحثين "بالسير" داخل الخلايا الفردية وتحليلها لفهم المشكلات الأساسية في علم الأحياء وتطوير علاجات جديدة للأمراض.

البرنامج الذي اطلق عليه اسم vLUME تم تطويره عن طريق علماء في جامعة كامبريدج وشركة برمجيات تحليل الصور ثلاثية الأبعاد Lume VR Ltd يسمح بتصوير فائق الدقة لبيانات الفحص المجهري وتحليلها في الواقع الافتراضي، ويمكن استخدامه لدراسة كل شيء من بروتينات فردية لخلايا كاملة -تم نشر التفاصيل في مجلة Nature Methods-.

يتيح الفحص المجهري فائق الدقة -الحاصل على جائزة نوبل للكيمياء عام 2014- الحصول على صور بمقياس النانو باستخدام حيل فيزيائية ذكية للالتفاف على الحدود التي يفرضها انحراف وانكسار الضوء، وقد سمح ذلك للباحثين بمراقبة العمليات الجزيئية فور حدوثها، ومع ذلك كانت هناك مشكلة تتمثل في الافتقار إلى طرق لتصور وتحليل هذه البيانات بصورة ثلاثيّة الأبعاد.

يقول الدكتور Steven F. Lee من قسم الكيمياء في جامعة كامبريدج وقائد الفريق البحثي: " على الأحياء يحدث في صورة ثلاثية الأبعاد، ولكن حتى الآن كان من الصعب التفاعل مع البيانات على شاشة كمبيوتر ثنائية البعد بطريقة حدسية ثلاثية البعد، لم يكن الامر كذلك حتى بدأنا في رؤية بياناتنا في الواقع الافتراضي حتى بدأ كل شيء في مكانه ". 

بدأ مشروع vLUME عندما التقى Lee ومجموعته مع مؤسسي Lume VR في حدث المشاركة العامة في متحف العلوم في لندن، بينما كان لدى مجموعة Lee  خبرة في الفحص المجهري فائق الدقة، تخصص فريق Lume في الحوسبة المكانية وتحليل البيانات، وتمكّنوا معًا من تطوير vLUME إلى أداة جديدة قوية لاستكشاف مجموعات البيانات المعقّدة في الواقع الافتراضي.

يقول Alexandre Kitching الرئيس التنفيذي لشركة Lume: " إن  vLUME برنامج تصوير ثوري يجلب البشر الى المقياس النانوي، إنه يسمح للعلماء بالتخيل والتساؤل والتفاعل مع البيانات البيولوجية ثلاثية الأبعاد، في الوقت الفعلي ضمن بيئة الواقع الافتراضي؛ للعثور على إجابات للاسئلة البيولوجية بشكل أسرع... إنها أداة للاكتشافات الجديدة".

يمكن أن يؤدي عرض البيانات بهذه الطريقة إلى تحفيز المبادرات والأفكار الجديدة على سبيل المثال: استخدمت Anoushka Handa - طالبة دكتوراة من مجموعة Lee- البرنامج لتصوير خلية مناعية مأخوذة من دمها، ثم وقفت داخل خليتها في الواقع الافتراضي، وتقول: " إنه أمر لا يصدق يمنحك منظورًا محتلفًا تمامًا عن عملك".

يسمح البرنامج بتحميل مجموعات بيانات متعددة تحتوي على ملايين من نقاط البيانات والعثور على أنماط في البيانات المعقدة باستخدام خوارزميات التجميع المضمنة، ويمكن بعد ذلك مشاركة هذه النتائج مع المتعاونين في جميع أنحاء العالم باستخدام ميزات الصور والفيديو في البرنامج.

يقول Kitching :" البيانات الناتجة عن الفحص المجهري فائق الدقة معقدة للغاية، بالنسبة للعلماء يمكن أن يستغرق إجراء التحليل على هذه البيانات وقتًا طويلًا للغاية، ولكن باستخدام vLUME تمكنا من تقليل وقت الانتظار إلى حد كبير عن طريق السماح باجراء اختبار وتحليل أسرع" .

يستخدم الفريق في الغالب vLUME مع مجموعات البيانات البيولوجية، مثل الخلايا العصبية أو الخلايا المناعية أو الخلايا السرطانية، مثلًا: عكف فريق Lee  على دراسة كيفية تحفيز خلايا الاستجابة المناعية في الجسم، ويقول Lee: "من خلال تقسيم البيانات وعرضها في vLUME تمكنا بسرعة من استبعاد فرضيات معينة واقتراح فرضيات جديدة"، يتيح هذا البرنامج للباحثين استكشاف بياناتهم وتحليلها وتقسيمها ومشاركتها بطرق جديدة، كل ما تحتاجه هو مجموعة من نظارات VR ".

مصدر المقالة: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201012120005.htm 

مصدر القصة : https://www.cam.ac.uk/research/news/new-virtual-reality-software-allows-scientists-to-walk-inside-cells