محققان دانشگاه کوئینزلند از الگوریتمی از یک بازی ویدیویی برای به دست آوردن بینشی در مورد رفتار مولکول‌ها در سلول‌های زنده مغز استفاده کرده‌اند.
دکتر تریستان والیس و پروفسور فردریک مونیر از مؤسسه مغز کوئینزلند UQ زمانی که در طول همه‌گیری COVID-19 قرنطینه بودند، این ایده را مطرح کردند.
بازی‌های ویدیویی رزمی از الگوریتم بسیار سریعی برای ردیابی مسیر گلوله‌ها استفاده می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که هدف صحیح در میدان جنگ در زمان مناسب مورد اصابت قرار می‌گیرد.
این فناوری به گونه ای بهینه شده است که بسیار دقیق باشد، بنابراین تجربه تا حد امکان واقعی به نظر می رسد.
ما فکر می‌کردیم که می‌توان از الگوریتم مشابهی برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های ردیابی شده در سلول‌های مغزی استفاده کرد.
دکتر تریستان والیس، موسسه مغز کوئینزلند UQ
تا به حال، فناوری فقط قادر به تشخیص و تجزیه و تحلیل مولکول ها در فضا بوده است، نه اینکه چگونه آنها در فضا و زمان رفتار می کنند.
دکتر والیس گفت: «دانشمندان از میکروسکوپ با وضوح فوق‌العاده برای بررسی سلول‌های زنده مغز و ثبت نحوه خوشه‌بندی مولکول‌های ریز درون آنها برای انجام عملکردهای خاص استفاده می‌کنند.
«پروتئین‌های منفرد در یک محیط به ظاهر آشفته پرش می‌کنند و حرکت می‌کنند، اما وقتی این مولکول‌ها را در فضا و زمان مشاهده می‌کنید، شروع به مشاهده نظم در هرج و مرج می‌کنید.
“این یک ایده هیجان انگیز بود – و کار کرد.”
دکتر والیس از ابزارهای کدگذاری برای ساخت الگوریتمی استفاده کرد که اکنون توسط چندین آزمایشگاه برای جمع آوری داده های غنی در مورد فعالیت سلول های مغز استفاده می شود.
دکتر والیس می‌گوید: «به‌جای ردیابی گلوله‌ها به افراد بد در بازی‌های ویدیویی، ما از این الگوریتم برای مشاهده خوشه‌بندی مولکول‌ها با هم استفاده کردیم – کدام یک، چه زمانی، کجا، چه مدت و چند وقت یک‌بار.»
این به ما اطلاعات جدیدی در مورد چگونگی انجام عملکردهای حیاتی مولکول ها در سلول های مغزی و اینکه چگونه این عملکردها می توانند در طول پیری و بیماری مختل شوند به ما می دهد.
پروفسور مونیر گفت که تأثیر بالقوه این رویکرد نمایی است.
پروفسور مونیر گفت: “تیم ما در حال حاضر از این فناوری برای جمع آوری شواهد ارزشمند در مورد پروتئین هایی مانند Syntaxin-1A استفاده می کند که برای ارتباط در سلول های مغز ضروری است.”
«سایر محققان نیز آن را برای سؤالات پژوهشی مختلف به کار می برند.
و ما با ریاضیدانان و آماردانان UQ همکاری می کنیم تا نحوه استفاده از این فناوری را برای تسریع اکتشافات علمی گسترش دهیم.
پروفسور Meunier گفت که دیدن تأثیر یک ایده ساده خوشحال کننده است.
او گفت: “ما از خلاقیت خود برای حل یک چالش تحقیقاتی با ادغام دو دنیای غیر مرتبط با فناوری پیشرفته، بازی های ویدئویی و میکروسکوپ با وضوح فوق العاده استفاده کردیم.”
“این ما را به مرز جدیدی در علوم اعصاب رساند.”
این تحقیق در منتشر شد ارتباطات طبیعت
منبع:
مرجع مجله:
والیس، تی پی، و همکاران. (2023). تجزیه و تحلیل نانوخوشه‌بندی مشتق از مسیر با استفاده از نمایه‌سازی مکانی-زمانی. ارتباطات طبیعت doi.org/10.1038/s41467-023-38866-y.