ايتنا - فناوری‌های مدرن بربافت های سلولی بدن زوم می کنند

سازمان UNSW که از آن به عنوان بزرگترین مرکز تحقیقات علمی در منطقه آسیا ـ پاسیفیک یاد می‌شود، برای سال‌های طولانی فناوری فوق محرمانه‌ای را مورد استفاده قرار می‌داد که به کمک آن می‌توانست بدن انسان را بزرگنمایی کند و مانند آنچه در نقشه‌های الکترونیکی در اختیار می‌گیریم، به قدری اکتشاف خود را ادامه دهد تا یک سلول واحد زیر ذره‌بین آن قرار بگیرد و مطالعه در بدن انسان بتواند با دقت بسیار بالا انجام شود.

تاکنون فقط مرکز UNSW این فناوری را در اختیار داشته است و از آن تحت شرایط خاص و به صورت محرمانه استفاده می‌کرده است. اما هفته گذشته طی کنفرانسی که در امریکا برگزار شد، دانشمندان توضیح دادند که فناوری مذکور بزودی در قالب نقشه هوشمند گوگل برای همگان عرضه می‌شود.

نقشه الکترونیکی بدن
الگوریتم‌های پیچیده‌ای که برای بزرگنمایی در نقاط مختلف جهان روی سیستم‌های Maps و Street View گوگل مورد استفاده قرار می‌گیرد، این امکان را برای دانشمندان فراهم کرده است تا بتوانند به صورت بصری سفر طولانی خود در بدن انسان را روی نمایشگر کامپیوتر دنبال کنند و لایه‌های مختلف بدن را پشت‌سر بگذارند.

این سفر پرماجرا از روی پوست بدن انسان آغاز می‌شود و بسته به نوع فعالیتی که پزشکان و محققان در نظر دارند، می‌تواند تا سطح سلول هم تصویر بدن انسان را بزرگنمایی کند.

سیستم تصویری مذکور می‌تواند تأثیرات قابل ملاحظه‌ای را در علم پزشکی برجا بگذارد، زیرا با این کار پزشکان زمان لازم برای بررسی و تحلیل و مقایسه حجم گسترده اطلاعات به دست آمده از بدن انسان را کاهش می‌دهند و می‌توانند مطالعات خود در این زمینه با دقت بیشتر پیش ببرند.

این سیستم به دنبال تلفیق فناوری‌های مختلف و همکاری‌ گسترده دانشمندانی از دانشگاه ولز(UNSW)، دانشگاه براون، دانشگاه استانفورد، مرکز Cleveland Clinic، شرکت تولیدکننده تجهیزات پزشکی Zeiss و شرکت گوگل ارائه شده است و پروفسور «ملیسا نوت‌تِیت» مدیریت آن را برعهده داشته است.

سیستم مذکور به طور کلی از فناوری تصویربرداری پیشرفته استفاده می‌کند و به کمک ویفرهای سیلیکون، اسکن بدن را انجام می‌دهد. برای تکمیل این سیستم از الگوریتم‌های سرویس Maps گوگل استفاده شده است تا محققان بتوانند روی هر عضو یا بافت انسان زوم کنند، آن را مورد بررسی قرار دهند و حتی تک تک سلول‌های آن را زیر ذره‌بین بگذارند.

این فناوری جدید، «Google Maps برای بدن انسان» نامگذاری شده است و می‌تواند تصویربرداری‌های خود را به صورت مجزا در هر لایه از بدن انسان انجام دهد و امکان مطالعه مجزا در هر بخش را فراهم آورد.

پروفسور نوت‌تِیت در این خصوص توضیح داد: «کاربران جهانی تا کنون می‌توانستند از کهکشان‌های دور گرفته تا زیر دریاها را به کمک فناوری‌های پیشرفته گوگل مشاهده کنند و روی آن بزرگنمایی‌های مورد نظر خود را انجام دهند. گوگل برای دقت هرچه بیشتر در این زمینه از تصاویر ماهواره‌ای هم استفاده کرد تا به نیاز کاربران جهانی پاسخ گوید.

اما این نخستین باری است که ما فناوری مشابه را برای بدن انسان در اختیار می‌گیریم و باید اعتراف کرد که بدن انسان هم به اندازه کهکشان‌های فضایی پیچیدگی دارد و یک دنیای کاملاً ناشناخته است.»به گفته او، این نخستین باری است که کارشناسان می‌توانند با یک فناوری رایانه‌ای از حالت کلی بدن انسان تا سلول‌های آن را مورد بررسی قرار دهند و با بزرگنمایی‌های ساده، به راحتی روی بخش مورد نظر خود تمرکز کنند.

در این سیستم حتی روش تغذیه سلول‌ها و ارتباط میان آنها هم بررسی می‌شود. آنچه هم‌اکنون به عنوان «Google Maps برای بدن انسان» معرفی شده است، درهای جدیدی را پیش‌روی دانشمندان و پزشکان باز می‌کند تا ناشناخته‌های بدن انسان نمایان شود.

شبیه‌ساز سه‌بعدی گوگل
پیش از آنکه محققان در دانشگاه‌های مختلف به فکر ساختن سیستم Google Maps برای بدن انسان بیفتند، غول اینترنتی جهان فناوری مجزایی را در این زمینه ارائه کرد.

شرکت گوگل چند سال قبل با همکاری دانشمندان و پزشکان سرشناس دنیا سرویسی با نام Body Browser راه‌اندازی کرد که به کاربران امکان می‌داد از لایه‌های مختلف پوست و بدن انسان تصویربرداری کنند و یک مدل سه‌بعدی از آن را در اختیار بگیرند.

سپس یک چاقوی مجازی مورد استفاده قرار می‌گرفت تا این بافت‌ها بتوانند از یکدیگر مجزا شوند و امکان مطالعه و بررسی در بدن انسان برای کشف زود هنگام علت بیماری‌ها فراهم شود.شرکت گوگل در این زمینه از فناوری WebGL بهره برد تا به کمک آن بتواند تصاویر گرافیکی سه‌بعدی از بدن انسان را ارائه دهد و در نتیجه سرویس
Body Browser اهداف خود را محقق کند. البته باید توجه داشت این سرویس پس از گذشت چند سال هنوز هم در آزمایشگاه تخصصی گوگل مورد مطالعه قرار می‌گیرد و نسخه عمومی آن برای کاربران ارائه نشده است.

از آنجایی که مرورگرهای اینترنتی جدید از جمله Chrome، فایرفاکس و Safari مبتنی بر فناوری WebGL عمل می‌کنند، گوگل در تلاش است Body Browser را به گونه‌ای در اختیار پزشکان بگذارد که برای استفاده از آن نیاز به نصب هیچ گونه برنامه اضافه نداشته باشند.

در توضیحات این سیستم گفته شده است که پزشکان می‌توانند پس از عکسبرداری معمولی از بخش‌های مورد نظر بدن بیمار، در کوتاه‌ترین زمان تصویر سه‌بعدی از آن را در اختیار بگیرند و سپس به کمک چاقوی مجازی بافت‌های آن را از یکدیگر جدا کنند. در این فرآیند پزشک می‌تواند روی بخش مورد نظر خود در تصویر بزرگنمایی یا کوچک‌نمایی کند که مشابه آن در سرویس Google Maps هم دیده می‌شود.

تصویرسازی‌های دقیق
پروفسور نوت‌تِیت می‌گوید در سرویس جدید از پیشرفته‌ترین الگوریتم‌های نقشه‌برداری گوگل استفاده شده است و مهندسان در کنار متخصصان بیولوژی سلولی مطالعات گسترده‌ای انجام داده‌اند تا برای نخستین بار در تاریخ بتوان روی تصاویر اعضای بدن انسان هم زوم کرد و از روی عکس‌ها مطالعات پزشکی را انجام داد.

او می‌گوید کاملاً شبیه به سرویس Google Maps، پزشکان می‌توانند تصویر ابتدایی از روی مفصل بیمار را در اختیار بگیرند و به‌قدری روی آن زوم کنند تا به بافت سلولی برسند.

در روش‌های قدیمی برای آنکه چنین کاری انجام شود فرآیند چند هفته‌ای دنبال می‌شد و در نهایت هم اطلاعات کاملاً دقیقی به دست نمی‌آمد.گروه او همچنین مطالعه گسترده‌ای را روی فناوری MRI انجام داده است تا آن را هم با سیستم Google Maps تلفیق کند و در نهایت از حرکات سلول‌ها در بدن انسان هم تصویربرداری شود.

این سیستم می‌تواند ارتباط میان خون، مغز استخوان، غدد لنفاوی و عضلات را نشان دهد تا در نهایت روش‌های جدید درمانی ارائه شود.

به صورت مشابه مطالعات گسترده‌ای در دانشگاه‌های هاروارد امریکا و هیدِلبِرگ آلمان آغاز شده است تا نقشه دقیقی از بدن انسان، سیستم‌های ارتباطی و مسیرهای داخلی مغز به دست آید.

پروفسور نوت‌تِیت مقالات مختلفی را در این زمینه به چاپ رسانده است و در کنفرانسی که هفته گذشته در لاس‌وگاس امریکا برگزار شد توضیح داد که همکاری‌های گروه او با مهندسان شرکت گوگل همچنان ادامه دارد تا در نهایت بتواند دقیق‌ترین و باکیفیت‌ترین نقشه از بدن انسان را به دست آورد.

او با فناوری جدید خود هم‌اکنون موفق شده است ارتباط میان نقل و انتقالات مولکولی در خون، عضلات و مغز استخوان را شناسایی کند و از این طریق روش‌های درمانی کارآمدتر برای بیماری فلج ارائه دهد.

مطالعات پزشکی او و همکارانش هم‌اکنون روی خوک‌ها و موش‌ها دنبال می‌شود و پیش‌بینی شده است تا سال ۲۰۲۰ میلادی آنها روش‌های درمانی جدید خود را برای انسان هم ارائه دهند.

منبع: روزنامه ایران - میثم لطفی