FORSKNINGENS FÖRUTSÄTTNINGAR. Utvecklingen av nästa generation smart mikroskopi innebär en kraftfull kombination av automatiserade arbetsflöden, bildanalys och maskininlärningstekniker. Rafael Camacho, teknisk expert vid Centre for Cellular Imaging, får nu SSF:s bidrag Fellows 2 på 15 miljoner kronor för att under en femårsperiod ta steget vidare med utvecklingen av smarta mikroskop.

Eftersom arbetet sker inom Core Facilities forskningsinfrastruktur, kommer utvecklingen bli tillgänglig för forskare lokalt på Göteborgs universitet, men också nationellt och internationellt. Därmed behöver inte enskilda forskargrupper lägga tid och resurser på egen utveckling och strategi, menar Rafael Camacho.

Demokratisera tillgången till avancerade metoder

– Vi gör inte denna utveckling för vår egen skull, utan den ska gagna forskningen i stort, ta fram standarder och även bidra till att demokratisera tillgången till avancerad utrustning genom att minska geografiska och ekonomiska hinder för projekt som tex befinner sig på mindre orter eller i andra länder, säger han.

Han förklarar att smarta mikroskop kan styras på distans via dator och dessutom kan mikroskopen jobba dygnet runt. Detta ger möjligheter att köra analyser exempelvis på helger till en lägre kostnad och på så vis öka tillgången till annars dyr avancerad teknologi.

Upplärd mjukvara

Mjukvaran i smarta mikroskop är tränade att titta på prover, identifiera karaktäristiskt innehåll i synfältet och instruerade att därefter automatiskt gå vidare i nästa steg i processen – utan att mänsklig hantering krävs.

– Inom exempelvis kvantitativ biologi är detta särskilt användbart då vi ofta söker efter mycket sällsynta händelser vilket kan vara tidskrävande och svårt för det mänskliga ögat att upptäcka. En dator gör dessutom alltid urvalet utifrån samma kriterier och kan hämta in data flera dagar i följd vilket båda minskar det mänskliga felet och höjer det statistiska värdet.

Omvandlar bilder till siffror

Rafael säger att mikroskopens användningsområde får nytt fokus genom denna utveckling – från att ha använts i kvalitativt syfte för att exempelvis titta på och jämföra två olika vävnadsprover, till att användas kvantitativt och omvandla de bilder vi ser med det mänskliga ögat till siffror som kan processas och analyseras vidare.

– Den kvantitativa informationen avslöjar på vilket sätt två prov är annorlunda, exempelvis kan vi titta på mitokondrier och se skillnad på spridning, antal och storlek, säger Rafael.

Men den automatiserat inhämtade informationen är inte enbart en välsignelse: informationsmängden är massiv och kräver särskilda strategier och kraftfull IT för att hanteras och processas till användbart material för forskningen. Detta är en ytterligare länk i projektet och något som Rafael parallellt arbetar med tillsammans med andra professioner.

– Det är ett utmanande utvecklingsarbete och vi kommer ha stor nytta av samarbete med andra forskningsinfrastrukturer som också arbetar med bildanalys, likaså med tillverkare av mikroskopen som kommer samarbeta med oss för att ta fram standarder för mikroskopen och säkerställa att utvecklingen kan delas och användas av fler. Vi kommer direkt i inledningen av projektet också att arbeta nära forskare i skarpa case för att utvärdera och hitta metoder som kan implementeras och bli till nytta för forskningen, säger han.

AV: CHARBEL SADER

 

Andra gången CCI erhåller Fellows