Microscópio inteligente descobre sozinho onde tirar a foto

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/03/2023

A microscopia dirigida por dados, ou microscopia inteligente, gera imagens que levariam meses para se obter manualmente.
[Imagem: Timothy Holland/PNNL]

Microscopia baseada em dados

O zoom automático é uma tecnologia antiga, mas pressupõe que você saiba o que quer fotografar, apontando a câmera diretamente para o objeto de interesse.

Igualmente, para obter imagens microscópicas de alta resolução de material biológico vivo, você precisa saber exatamente para onde apontar o microscópio. Mas é difícil saber se você está olhando para o lugar certo, e o sucesso muitas vezes requer muitas tentativas, que podem levar meses.

E se o próprio microscópio pudesse encontrar o lugar certo e o momento exato para flagrar uma bactéria ou um vírus infectando uma célula, tudo automaticamente?

Oscar André e seus colegas da Universidade de Lund, na Suécia, desenvolveram uma solução que torna isso possível. A pesquisa se insere em um conceito conhecido como microscopia inteligente, ou microscopia baseada em dados.

"Normalmente, são os humanos que decidem qual interação deve ser capturada e quais são os dados suficientemente bons. O fato é, entretanto, que não somos tão bons nisso. Com a microscopia inteligente, você pode derivar dos dados exatamente o que você deseja coletar, eliminando assim o potencial de erro humano do próprio processo de coleta," disse Oscar.

A técnica funcionou tão bem que a equipe já fundou uma empresa para comercializar seu software de microscopia inteligente.
[Imagem: Oscar André et al. - 10.1016/j.crmeth.2023.100419]

Microscópio inteligente

Como existem inúmeros modelos de microscópios disponíveis, com os mais diversos tipos de controles e capacidades, o trabalho consistiu basicamente em criar um novo software de controle para um microscópio comercial.

"Primeiro, é realizada uma varredura aproximada de baixa resolução do espécime que desejamos fotografar, o que fornece pontos de dados sobre o espécime e uma visão geral rápida. Os algoritmos que desenvolvemos então calculam exatamente onde o microscópio motorizado deve ampliar para capturar aquilo no que estamos interessados - ou algo que você não esperava ver no espécime que está sendo estudado," explicou o professor Pontus Nordenfelt, coordenador da equipe.

Além dessa economia de tempo, o método também permite que as coisas certas sejam capturadas de uma forma que é possível replicar. Isso permitirá, por exemplo, que outros pesquisadores reproduzam o mesmo experimento, ou que sejam capturadas imagens da mesma célula individual em uma amostra, mas com diferentes tipos de microscópio.

Vigilância celular

Uma área que os pesquisadores acreditam que sua solução terá um grande impacto está nos estudos da migração celular, por exemplo. Uma imagem de baixa resolução captura rapidamente pontos de dados das células que estão se movendo; esta informação é então usada para calcular as coordenadas de onde o microscópio deve fotografar em alta resolução, produzindo um filme das células de maior interesse.

Isso pode envolver tanto células cancerígenas quanto células bacterianas movendo-se pelo corpo, ou células do sistema imunológico tentando lidar com elas.

A técnica funcionou tão bem que a equipe já obteve apoio da universidade para fundar uma empresa e comercializar o software de microscopia inteligente.

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