Mikroskopi fluoresensi 3D mendapat dorongan menggunakan jaringan saraf berulang
Machine

Mikroskopi fluoresensi 3D mendapat dorongan menggunakan jaringan saraf berulang


Kerangka kerja rekonstruksi gambar fluoresensi 3D berbasis jaringan saraf berulang. Kredit: Ozcan Lab, UCLA

Pencitraan mikroskopis 3D cepat dari sampel fluoresen memiliki banyak aplikasi dalam ilmu fisika dan biomedis. Mengingat rentang aksial terbatas yang dapat diberikan oleh satu gambar 2D, pencitraan fluoresensi 3D sering kali memerlukan pemindaian mekanis sampel yang memakan waktu menggunakan kisi pengambilan sampel yang padat. Selain lambat dan membosankan, pendekatan ini juga memasukkan paparan cahaya tambahan pada sampel, yang mungkin beracun dan menyebabkan kerusakan yang tidak diinginkan, seperti pemutihan foto.

Dengan merancang jaringan saraf berulang baru, para peneliti UCLA telah mendemonstrasikan kerangka kerja mikroskop volumetrik yang mendukung pembelajaran mendalam untuk pencitraan 3D sampel fluoresen. Metode baru ini hanya memerlukan beberapa gambar 2D dari sampel yang akan diperoleh untuk merekonstruksi gambar 3D-nya, memberikan pengurangan ~ 30 kali lipat dalam jumlah pindaian yang diperlukan untuk mencitrakan volume fluoresen. Jaringan saraf berulang konvolusional yang merupakan inti dari metode pencitraan fluoresensi 3D ini secara intuitif meniru otak manusia dalam memproses informasi dan menyimpan memori, dengan menggabungkan informasi dan fitur objek yang sering muncul dan penting, sambil melupakan atau mengabaikan beberapa informasi yang berlebihan. Dengan menggunakan skema jaringan saraf berulang ini, peneliti UCLA berhasil menggabungkan fitur spasial dari beberapa gambar 2D sampel untuk merekonstruksi gambar fluoresensi 3D dengan cepat.

Diterbitkan di Cahaya: Sains dan Aplikasi, tim UCLA mendemonstrasikan keberhasilan kerangka pencitraan volumetrik ini menggunakan fluoresen C. Elegans sampel, yang banyak digunakan sebagai organisme model dalam biologi dan bioteknologi. Dibandingkan dengan pencitraan volumetrik bidang lebar standar yang melibatkan pemindaian sampel secara padat, pendekatan rekonstruksi gambar berbasis jaringan saraf berulang ini memberikan pengurangan yang signifikan dalam jumlah pemindaian gambar yang diperlukan, yang juga menurunkan total paparan cahaya pada sampel. Kemajuan ini menawarkan kecepatan pencitraan yang jauh lebih tinggi untuk mengamati spesimen 3D, sementara juga mengurangi tantangan terkait pemutihan foto dan fototoksisitas yang sering diamati dalam eksperimen pencitraan fluoresensi 3D dari sampel langsung.

Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Aydogan Ozcan, direktur asosiasi dari UCLA California NanoSystems Institute (CNSI) dan Ketua Volgenau untuk Inovasi Teknik di departemen teknik listrik dan komputer di UCLA. Penulis lain termasuk mahasiswa pascasarjana Luzhe Huang, Hanlong Chen, Yilin Luo dan Profesor Yair Rivenson, semuanya dari departemen teknik listrik dan komputer di UCLA. Ozcan juga memiliki pengangkatan fakultas UCLA dalam bioteknologi dan pembedahan, dan merupakan profesor HHMI.


Pemfokusan otomatis gambar mikroskop menggunakan pembelajaran mendalam


Informasi lebih lanjut:
Luzhe Huang dkk. Mikroskopi fluoresensi volumetrik berbasis jaringan saraf berulang, Cahaya: Sains & Aplikasi (2021). DOI: 10.1038 / s41377-021-00506-9

Disediakan oleh UCLA Engineering Institute for Technology Advancement

Kutipan: Mikroskopi fluoresensi 3D mendapat dorongan menggunakan jaringan saraf berulang (2021, 23 Maret) diambil pada 23 Maret 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-03-3d-fluorescence-microscopy-boost-recurrent.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Result SGP