Dijital mikroskoplarda oluşturulan ve yapay zeka (AI) kullanılarak yorumlanan hologramları kullanarak, araştırmacılar artık ilk kez mikroplanktonların yaşamlarını bireysel düzeyde takip edebiliyorlar. Yöntem, Göteborg Üniversitesi'ndeki disiplinler arası bir araştırma projesinin sonucu.
Plankton, dünyadaki en önemli organizmalardan biridir. Dünyadaki tüm oksijenin yarısından fazlası okyanuslardaki fitoplankton tarafından üretilir. Yine de bu yaşam formları hakkındaki bilgiler, esas olarak boyutları nedeniyle sınırlıdır.
Göteborg Üniversitesi'nde deniz biyoloğu olan Erik Selander, Şimdiye kadar mikroplanktonu grup düzeyinde incelemek zorundaydım, ancak bu yeni AI tabanlı holografik mikroskop sayesinde bireysel mikroplanktonların nasıl hareket ettiğini, yediğini, büyüdüğünü ve çoğaldığını görebiliyorum diyor.
Mikroplanktonu bireysel düzeyde incelemenin tek yolu
Erik Selander, Üniversitede Fizik Profesörü Giovanni Volpe'nin 2019 yılında bir konferansta, ışığın bir parçacıktan kırılarak parçacık yerine incelenebilecek bir hologram oluşturduğu yeni teknik hakkında konuştuğunu duydu. AI kullanılarak, hologramlar çok daha yüksek hızlarda analiz edilebilir ve daha fazla ve daha ince ayrıntılar sağlanır. Selander ve Volpe daha sonra mikroplanktonu hedef alan disiplinler arası bir projeye başladılar.
Her gün gördüğümüz hayvanlar ve kuşlar gibi daha büyük organizmalar söz konusu olduğunda, kimin kimi yediğini ve nereye gittiklerini iyi biliyoruz. Geliştirdiğimiz yöntem, bireyde mikroskobik organizmaları incelemek için çalışan tek yöntem. seviye diyor Giovanni Volpe.
AI, yöntemi analizi çok daha hızlı hale getirir.
Yöntem, holografik mikroskoplarda mikroplanktonu analiz etmek için LED ışığı kullanır ve bu, organizmaların işlem sırasında etkilenmeden kalmasını sağlar. Bu keşif, eLife dergisindeki bir makalede bildirilmiştir.
İncelediğimiz mikroplankton hücreleri, milimetrenin yalnızca birkaç yüzde biri büyüklüğünde. Ama o kadar çoklar ki, okyanusun tüm karbon döngüsünü etkiliyorlar. Toplamda, tek hücreli mikroplankton, biz insanların yaklaşık üç katı kadar karbon alıyor. Fosil yakıtlardan salınır. Artık bu süreçleri bireysel düzeyde ayrıntılı olarak anlayabiliyoruz diyor Erik Selander.
Bir holografik mikroskop yardımıyla dijital kameralar aracılığıyla ışık-madde etkileşimini kaydetme yöntemi geçmişte iyi çalışılmıştır. Ancak dijital teknoloji ve son AI devrimi sayesinde bu yöntem çok daha kullanışlı hale geldi ve analiz çok daha kolay ve çok daha hızlı.
Holografik mikroskopiyi AI ile birleştirerek, şimdi tek bir hücre seviyesinde geniş bir mikroplankton hücresi koleksiyonuyla neler olduğunu eşzamanlı olarak izleyebiliyoruz, bu daha önce bir zorluktu. Teknik deniz mikroorganizmaları ile gösterilmiş olsa da, Fizikte doktora öğrencisi Harshith Bachimanchi, "Hücreleri minyatür cam kuyucuklara kapatarak, yaşam döngüleri boyunca hücrelerin büyüme dinamiklerini ve yüzme davranışlarını saatlerden günlere kadar takip edebiliriz" diyor.
Holografik mikroskopi ayrıca bir çözeltideki hücreleri veya diğer parçacıkları saymak, tartmak ve boyutlandırmak için hızlı ve ucuz bir yöntem sunar.
Kaynak: sciencedaily.com
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder