Среда, 21 февраля, 2024
ДомойБиологияВидеоигры открывают захватывающий «новый рубеж в нейробиологии»

Видеоигры открывают захватывающий «новый рубеж в нейробиологии»

- Advertisement -

 

Исследователи использовали алгоритмы боевых видеоигр для анализа движения молекул внутри клеток мозга — метод, ранее использовавшийся для отслеживания пуль. Этот инновационный подход пролил свет на активность клеток головного мозга, открыв путь к достижениям в области нейробиологических исследований.

Исследователи из Университета Квинсленда применили алгоритм из видеоигры для изучения динамики молекул в живых клетках мозга.

Доктор Тристан Уоллис и профессор Фредерик Менье из Института мозга Квинсленда Университета Квинсленда придумали эту идею, находясь в изоляции во время пандемии COVID -19 .

«Боевые видеоигры используют очень быстрый алгоритм для отслеживания траектории пуль, чтобы гарантировать, что правильная цель будет поражена на поле боя в нужное время», — сказал доктор Уоллис. «Технология была оптимизирована для обеспечения высокой точности, поэтому ощущения кажутся максимально реалистичными. Мы подумали, что аналогичный алгоритм можно использовать для анализа отслеживаемых молекул, движущихся внутри клетки мозга».

До сих пор технологии могли обнаруживать и анализировать только молекулы в пространстве, но не то, как они ведут себя в пространстве и времени.

«Ученые используют микроскопию сверхвысокого разрешения, чтобы изучать живые клетки мозга и фиксировать, как крошечные молекулы внутри них группируются, выполняя определенные функции», — сказал доктор Уоллис. «Отдельные белки подпрыгивают и движутся в, казалось бы, хаотичной среде, но когда вы наблюдаете за этими молекулами в пространстве и времени, вы начинаете видеть порядок внутри хаоса. Это была захватывающая идея – и она сработала».


мембране со сверхразрешением Визуализация синтаксина 1А в плазматической . Кредит: Авторы

Доктор Уоллис использовал инструменты кодирования для создания алгоритма, который сейчас используется в нескольких лабораториях для сбора обширных данных об активности клеток мозга.

«Вместо того, чтобы отслеживать пули, направляемые злодеям в видеоиграх, мы применили алгоритм для наблюдения за кластеризацией молекул — какие, когда, где, как долго и как часто», — сказал доктор Уоллис. «Это дает нам новую информацию о том, как молекулы выполняют важные функции в клетках мозга и как эти функции могут нарушаться во время старения и болезней».

Профессор Менье сказал, что потенциальное влияние этого подхода экспоненциально.

«Наша команда уже использует эту технологию для сбора ценных данных о таких белках, как синтаксин-1А, необходимых для коммуникации внутри клеток мозга», — сказал профессор Менье. «Другие исследователи также применяют его для решения различных исследовательских вопросов. И мы сотрудничаем с математиками и статистиками UQ, чтобы расширить возможности использования этой технологии для ускорения научных открытий».

Профессор Менье сказал, что ему приятно видеть эффект от простой идеи.

«Мы использовали свой творческий потенциал, чтобы решить исследовательскую задачу, объединив два несвязанных мира высоких технологий, видеоигры и микроскопию сверхвысокого разрешения», — сказал он. «Это вывело нас на новый рубеж в нейробиологии».

Ссылка: «Сверхразрешенный нанокластерный анализ на основе траекторий с использованием пространственно-временной индексации», Тристан П. Уоллис, Анмин Цзян, Кайл Янг, Хуийи Хоу, Кай Кудо, Алекс Дж. Макканн, Нела Дурисич, Мерья Йоэнсуу, Дитмар Оелц, Хиен Нгуен, Рэйчел С. Гормаль и Фредерик А. Менье, 8 июня 2023 г., Nature Communications .
DOI: 10.1038/s41467-023-38866-y

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме