Tecnología virtual ayuda a estudiar más rápidamente imágenes en 3D

Una nueva tecnología de navegación digital les permite a los usuarios pasar por las imágenes en tres dimensiones (3D) de manera más eficiente y completa que la tecnología anterior.

El Dedo virtual (VF), desarrollado en el Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro (Seattle, WA, EUA), les permite a los científicos e investigadores moverse a través de las imágenes digitales de estructuras pequeñas, como las neuronas y las sinapsis, con lo cual pueden llegar al interior de las imágenes en 3D que se muestran en la superficie plana de las pantallas de sus computadores. Al mover el cursor por la pantalla, el software reconoce si el usuario está apuntando a un objeto que está cerca, lejos o en el medio, con lo cual puede analizarlo sin tener que tamizar a través de muchas imágenes en dos dimensiones (2D) hasta llegar al nivel correcto.

El software VF utiliza un grupo de algoritmos informáticos del tipo “lo que ves es lo que obtienes” (WYSIWYG) que mapea las entradas en el plano 2D de la pantalla del computador y las lleva a las ubicaciones en 3D de las entidades biológicas ubicadas en el espacio volumétrico de una pila de imágenes en 3D. Los tres tipos de objetos producidos con VF corresponden a estructuras importantes que se encuentran en las imágenes microscópicas fluorescentes típicas: los puntos de 3D pueden marcar las ubicaciones de células o proteínas marcadas, las curvas de 3D pueden corresponder a estructuras generales en forma de vaso y las regiones de interés (ROI) de 3D pueden señalar poblaciones de células específicas o compartimentos del cerebro.

Los científicos del Instituto Allen están utilizando el VF para mejorar la detección de las salientes de las células individuales y para modelar mejor las estructuras morfológicas de las neuronas. Esta tecnología ya está siendo aplicada para obtener imágenes ópticas instantáneas con acercamiento en 3D, microcirugía óptica de forma libre en 3D y reconstrucción automatizada en 3D de las neuronas y estructuras biológicas similares, tales como el proyectoma del cerebro de una Drosophila y estudios sobre el desarrollo pulmonar. Este software y sus aplicaciones se describen en un estudio publicado el 11 de julio de 2014, en la revista Nature Communications.

“Con el uso del Dedo Virtual se podrían hacer la recolección y el análisis de la información de diez a 100 veces más rápido, dependiendo del experimento”, dijo el autor principal, Hanchuan Peng, PhD, investigador asociado del Instituto Allen para la Ciencia del Cerebro. “Este software nos permite navegar en grandes cantidades de información biológica de la misma manera que Google Earth nos permite navegar por el mundo. Realmente es una tecnología revolucionaria para muchas aplicaciones diferentes dentro de las ciencias biológicas”.

A pesar de todos los avances producidos en la visualización de la información contenida en las imágenes multidimensionales y para el análisis automatizado de esta información, un cuello de botella común es la incapacidad para explorar eficientemente los complicados contenidos de una imagen en 3D. Esto representa un obstáculo para hacer un análisis de la información que sea imparcial, cuantitativo y de alto rendimiento y crea una gran necesidad para que se desarrollen nuevas técnicas que sirvan para explorar la información en 3D de forma directa y eficiente sin tener que usar costosos dispositivos de realidad virtual.


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Allen Institute for Brain Science