BigStitcher: Citra Jaringan 3D Presisi Jadi Mudah

• Peneliti membangun program perangkat lunak baru untuk membuat analisis biologi mudah.
• Ini memproses kumpulan data besar secara otomatis dan memungkinkan visualisasi interaktif, perataan yang cepat dan tepat, serta fusi waktu nyata.

Metode mikroskopis cahaya modern — seperti pembersihan sampel dan mikroskopi ekspansi — memberikan wawasan terperinci ke dalam organ, tetapi menghasilkan sejumlah besar data yang sangat sulit diproses.

Metode ini, dengan bantuan mikroskop lembar cahaya canggih, memungkinkan ilmuwan untuk memproses sampel besar dengan cepat. Namun, prosedur semacam ini menghasilkan data berlebihan (dalam terabyte), sehingga sulit bagi ilmuwan untuk menyaring dan mengatur data.

Untuk menciptakan ketertiban di tengah kekacauan, tim peneliti internasional telah membangun program perangkat lunak bernama BigStitcher yang membuat proses analisis biologi mudah. Ini merekonstruksi data kompleks sedemikian rupa sehingga hasilnya terlihat seperti Google Map dalam mode 3D.

Apa yang Dilakukan?

Dengan BigStitcher, ilmuwan dapat mendapatkan gambaran keseluruhan dari gambaran besar: mereka dapat memperbesar posisi tertentu untuk menganalisis struktur individu pada resolusi yang diinginkan.

Secara lebih spesifik, program perangkat lunak ini memungkinkan visualisasi interaktif, perataan yang cepat dan tepat, fusi waktu nyata, dekonvolusi dan estimasi kualitas yang terlihat spasial dari kumpulan data multi-tile, multi-tampilan. Ini dapat menggandakan ukuran spesimen sambil mengkompensasi efek optik dan meningkatkan akurasi.

Merekonstruksi kumpulan data besar dengan akurasi memerlukan kompensasi untuk berbagai jenis citra dan transformasi intensitas yang diperkenalkan oleh proses akuisisi. Oleh karena itu, tim penelitian membangun proses bertahap interaktif yang mengkompensasi semua transformasi yang relevan sambil memberikan umpan balik yang terlihat lokal tentang kualitas data yang diperoleh.

Referensi: Nature Methods | DOI:10.1038/s41592-019-0501-0 | MDC

Ada fungsi zoom yang memungkinkan biolog untuk memperbesar dan memvisualisasikan detail kecil dalam resolusi tinggi. Ini dapat membantu mereka menemukan jawaban untuk berbagai pertanyaan. Contohnya

• Di mana tepatnya di otak pembelahan sel sedang berlangsung?
• Di mana proyeksi neuron tertentu berakhir?
• Di mana RNA diekspresikan?

Program memproses data secara otomatis: ia menangani manajemen gambar besar, kumpulan data langka, estimasi kualitas, dan fusi interaktif secara efisien.

Dua potongan kanan virtual melalui sistem saraf larva lalat buah

BigStitcher mengalahkan perangkat lunak yang ada dalam hal performa, fungsionalitas, dan interaksi pengguna. Hanya membutuhkan puluhan menit untuk secara otomatis merekonstruksi kumpulan data besar dan mendukung sampel yang dibersihkan, akuisisi konfokal 2D dan 3D konvensional dan wide-field, serta akuisisi lembar cahaya multi-tampilan berbentuk tegel.

Fitur-fitur ini menjadikan BigStitcher sebagai alat yang harus dimiliki untuk beberapa laboratorium. Ini diimplementasikan dalam ImgLib dan didistribusikan dalam kerangka Fiji.

Baca: Bioreaktor Baru Menggunakan Potongan Kecil Jantung Untuk Meniru Jantung Berdetak

Hal terbaik adalah program ini tidak memerlukan sumber daya komputasi yang intensif. Anda dapat menjalankannya pada komputer standar apa pun dan dengan mudah berbagi data dengan anggota tim Anda.

Dan karena ini adalah alat open-source, siapa pun dapat mengunduhnya secara gratis. Rilis stabil terbaru tersedia di GitHub.