Виртуальная реальность для визуализации и анализа взаимодействия клеток между собой

Наука располагает технологией для измерения активности каждого гена в отдельной клетке, и всего один эксперимент может дать большой объем данных о клетках. Ученые из Лундского университета в Швеции совершили революцию в анализе этих данных, причем с помощью технологии 3D-видеоигр.

Результаты этого исследования были опубликованы в журнале iScience.

Передовые методы секвенирования ДНК и РНК открыли возможность изучать отдельные клетки в тканях более полно, чем это было возможно ранее. Главная проблема этих методов заключается в том, что они приводят к получению большого количества данных.

"Когда вы хотите отличить, например, раковые клетки от нормальных, вам нужно исследовать тысячи клеток, чтобы получить правильное понимание, что приводит к огромным объемам числовых данных", - говорит Шамит Сонеджи, специалист в области вычислительной биологии в Лундском университете.

Чтобы сделать эти данные понятными, каждая клетка математически размещается в трехмерном пространстве, чтобы сформировать "дорожную карту" клеток и их взаимосвязи друг с другом. Однако эти карты могут быть сложны для навигации с помощью обычного настольного компьютера.

По словам Маттиаса Валлергорда, работающего в сфере интерактивного дизайна и виртуальной реальности в Лундском университете,

Возможность "ходить" вокруг собственных данных и манипулировать ими интуитивно и эффективно придает им совершенно новое понимание. Я бы даже сказал, что в виртуальной реальности человек думает по-другому, благодаря возможности вовлечь свое тело в процесс анализа.

Ученые разработали программное обеспечение CellexalVR - среду виртуальной реальности, которая позволяет исследователям использовать интуитивно понятные инструменты для изучения всех данных в одном месте. На экран выводятся 3D-карты клеток, рассчитанные на основе активности генов и другой информации, полученной от отдельных клеток, и исследователь может четко видеть, какие гены активны при формировании определенных типов клеток.

Используя гарнитуру VR, пользователь имеет перед собой полную "вселенную клеточных популяций" и может более точно определить, как клетки соотносятся друг с другом. Используя два ручных контроллера, пользователь может выбирать интересующие его клетки для дальнейшего анализа простыми жестами рук, как если бы это были физические объекты.

Поскольку пространство в этом случае не является проблемой, в одной "комнате" можно разместить несколько клеточных карт и сравнивать их бок о бок, что трудно сделать на традиционном компьютерном экране. Исследователи также могут встречаться в этом виртуальном мире для совместного анализа данных несмотря на то, что географически находятся в разных местах.

Программное обеспечение можно бесплатно загрузить по адресу https://www.cellexalvr.med.lu.se.