Елегантні та ефективні природні системи зору можуть виявляти рак

Очі креветок-богомолів надихають на розробку нових камер, які можуть виявляти різні види раку і візуалізувати мозкову активність.

Дослідження Університету Квінсленда показало, що складні очі креветок чудово налаштовані на виявлення поляризованого світла, забезпечуючи впорядковану основу для імітації технологій.

Професор Джастін Маршалл з Квінслендського інституту мозку в Університеті Квінсленда сказав, що ракова тканина відбиває поляризоване світло інакше, ніж навколишня здорова тканина.

Дослідження детально описано в цьому епізоді телепередачі Scope:

“Люди цього не бачать, але креветка-богомол може підійти до неї і вдарити її”, – сказав професор Маршалл.

Ми бачимо колір, його відтінки і об’єкти, які контрастують – наприклад, червоне яблуко на зеленому дереві – але наше дослідження показує, що деякі тварини використовують поляризоване світло для виявлення і розрізнення об’єктів”, – сказав професор Маршалл.

“Камера, яку ми розробили у тісній співпраці з американськими та британськими вченими, знімає відео і може забезпечити негайний зворотній зв’язок у виявленні раку та моніторингу активності нервових клітин, що піддаються опроміненню.

“Вона перетворює невидимі повідомлення в кольори, які комфортно сприймаються нашою зоровою системою”.

Професор Маршалл сказав, що сучасні прилади і системи візуалізації використовують поляризоване світло для виявлення раку, але технологія, натхненна креветками, спрямована на вдосконалення і розширення цих неінвазивних методів виявлення, зменшуючи потребу в біопсії і керуючи хірургічними процедурами.

“Поляризовані сонцезахисні окуляри – це найпоширеніша технологія, яку ми використовуємо щодня, щоб зменшити відблиски від води і мокрих доріг”, – сказав він.

“Вони працюють тому, що відбите світло від цих поверхонь поляризується в один бік, а окуляри поляризуються в інший.

“Навіть з поляризованим сонячним світлом, рівень чутливості, необхідний для того, щоб бачити спалахи нейронів і виявляти ракову тканину, знаходиться на межі наших можливостей.

“Природа розробила елегантні та ефективні принципи дизайну, тому ми поєднуємо мільйони років еволюції креветки-богомола – природну інженерію – з нашими відносно невеликими роками роботи з технологією”.

Теоретично, дослідження може призвести до перепроектування камер смартфонів, що дозволить людям здійснювати самоконтроль на предмет виявлення раку і зменшити навантаження на системи охорони здоров’я, сказав професор Маршалл.

Дослідники, серед яких доктор Віктор Груєв з Вашингтонського університету, а також інші з Медичної школи Вашингтонського університету, Університету Меріленда в окрузі Балтімор і Брістольського університету, працюють разом з QBI над розробкою технології.

“Об’єднана команда є гарним прикладом того, як міждисциплінарна співпраця в науці – між візуальною неврологією, фізикою та електрооптичною інженерією – може забезпечити дійсно продуктивні нові підходи”, – сказав професор Маршалл.

“Мій досвід полягає в тому, щоб знайти і описати компоненти дизайну зорових систем в природі, а потім розпізнати, де інженери можуть використовувати ці природні інновації”.

Source: uq.edu.au