Naukowcy wykorzystali algorytmy bojowych gier wideo do analizy ruchu cząsteczek w komórkach mózgowych, metody stosowanej wcześniej do śledzenia pocisków. To innowacyjne podejście rzuciło światło na aktywność komórek mózgowych, torując drogę do postępów w badaniach neuronaukowych.
Naukowcy z University of Queensland zastosowali algorytm z gry wideo, aby zbadać dynamikę cząsteczek w żywych komórkach mózgowych.
Dr Tristan Wallis i profesor Frederic Meunier z Queensland Brain Institute na University of Queensland wpadli na ten pomysł podczas blokady podczas COVID 19 pandemia.
„Walkowe gry wideo wykorzystują bardzo szybki algorytm do śledzenia trajektorii pocisków, aby upewnić się, że właściwy cel na polu bitwy zostanie trafiony we właściwym czasie” — powiedział dr Wallis. „Technologia jest zoptymalizowana tak, aby była bardzo dokładna, więc eksperyment wygląda tak realistycznie, jak to tylko możliwe. Pomyśleliśmy, że podobny algorytm można wykorzystać do analizy śledzonych cząsteczek poruszających się wewnątrz komórki mózgowej.”
Do tej pory technologia była w stanie wykrywać i analizować cząstki tylko w przestrzeni, a nie ich zachowanie w czasie i przestrzeni.
„Naukowcy używają mikroskopii superrozdzielczej do badania żywych komórek mózgowych i rejestrowania, w jaki sposób zawarte w nich maleńkie cząsteczki łączą się w celu wykonywania określonych funkcji” – powiedział dr Wallis. „Poszczególne białka podskakują i poruszają się w pozornie chaotycznym środowisku, ale kiedy obserwujesz te cząsteczki w czasie i przestrzeni, zaczynasz dostrzegać porządek w tym chaosie. To był ekscytujący pomysł – i zadziałał.”
Obrazowanie Syntaksyny 1A w super rozdzielczości w pliku osocze membrana. Źródło: autorzy
Dr Wallis użył narzędzi do kodowania do zbudowania algorytmu, który jest obecnie używany przez wiele laboratoriów do zbierania obszernych danych na temat aktywności komórek mózgowych.
„Zamiast śledzić pociski dla złoczyńców z gier wideo, zastosowaliśmy algorytm do obserwowania zlepiania się cząstek – które, kiedy, gdzie, jak długo i jak często” – powiedział dr Wallis. „To daje nam nowe informacje o tym, jak cząsteczki pełnią krytyczne funkcje w komórkach mózgowych i jak te funkcje mogą zostać zakłócone podczas starzenia się i choroby”.
Profesor Meunier powiedział, że potencjalny wpływ tego podejścia był wykładniczy.
„Nasz zespół już wykorzystuje technologię do zbierania cennych wskazówek na temat białek, takich jak syntaksyna-1A, która jest niezbędna do komunikacji w komórkach mózgowych” – powiedział profesor Meunier. Inni badacze również stosują go do różnych pytań badawczych. Współpracujemy z matematykami i statystykami z University of Queensland, aby rozszerzyć możliwości wykorzystania tej technologii do przyspieszenia odkryć naukowych”.
Profesor Meunier powiedział, że satysfakcjonujące jest obserwowanie wpływu prostego pomysłu.
„Użyliśmy naszej kreatywności, aby rozwiązać wyzwanie badawcze, łącząc dwa niepowiązane ze sobą światy zaawansowanych technologii, gier wideo i mikroskopii superrozdzielczej” – powiedział. „Doprowadziło nas to do nowych granic w neuronauce”.
Odniesienie: „Analiza nanoklastrów oparta na hiperrozdzielczej ścieżce z wykorzystaniem indeksowania czasoprzestrzennego” autorstwa Tristana B. Wallis, Anmin Jiang, Kyle Young, Hui Ho, Kei Kudo, Alex J. Rachel S. Gormal i Frederic A. Monnier, 8 czerwca 2023 r., dostępne tutaj. Komunikacja natury.
DOI: 10.1038/s41467-023-38866-y
More Stories
Boeing może nie być w stanie obsługiwać pojazdu Starliner przed zniszczeniem stacji kosmicznej
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Studentka Uniwersytetu Północnej Karoliny zostanie najmłodszą kobietą, która przekroczy granice kosmosu na pokładzie Blue Origin