Według "ekspertów" z MIT (Massachusetts Institute of Technology) za 5 lat skanowanie mózgu w 3D stanie się dość powszechną procedurą i będzie kosztować znacznie mniej niż obecnie. Opracowany przez nich algorytm pozwala nie tylko na wyświetlenie wszystkich komórek nerwowych narządu (jest ich około 200 milionów) i emanujących z nich synaps (nauka nie zna ich liczby, ale na pewno kilkaset bilionów - na pewno), ale także na tworzenie modeli wolumetrycznych. To ostatnie osiągnięcie jest najbardziej znaczące, ponieważ jeśli w mózgu pacjenta pojawi się guz, lekarze będą mogli nie tylko zobaczyć jego lokalizację, ale także określić dokładną wielkość i skład. A więc co czeka na medycynę za zaledwie 5 lat i jak to się wszystko zaczęło, przeczytaj poniżej.
Badanie MRI
Ci, którzy zetknęli się z tego typu diagnostyką, wiedzą, że jest ona bardzo pouczająca. Ludzki mózg jest skanowany falami elektromagnetycznymi, urządzenie emituje sygnały, które odbijają jego obszary w różnych kolorach, po czym są one przekształcane w obraz. To bardzo żmudna praca, ponieważ trzeba przetworzyć ogromną ilość danych.
Wygoda badania MRI polega na tym, że lekarz może zobaczyć trójwymiarowy obraz mózgu ze wszystkich stron, koncentrując się na pewnych lub spornych obszarach. Metoda ma swoje wady i zalety, ale w przypadku guza narządu czasami lekarzowi trudno jest go zdiagnozować lub uzyskać pełny obraz dotkniętego obszaru.
Badanie CT
Film promocyjny:
Główną różnicą w tej technologii jest użycie promieni rentgenowskich. Umieszczone w okręgu nad leżącym na kanapie pacjenta, są w stanie natychmiast sfotografować narząd pod różnymi kątami. Dalsze prace niewiele różnią się od MRI: komputer konwertuje obrazy na trójwymiarowy obraz.
Dość dokładna diagnoza, obraz wycinków mózgu może mieć do 1 mm grubości, ale ten sam problem: lekarz nie zawsze jest w stanie zbadać strukturę guza i uszkodzenia, które już spowodował.
Dzięki dr Stevinowi Keatingowi, u którego lekarze zdiagnozowali guz mózgu i jego dążeniu do ustalenia, jak szybko rośnie i jakie zmiany zachodzą w jego mózgu, technologia projektowania 3D istnieje do dziś.
Model 3D mózgu
Stephen, kiedy guz mózgu urósł do rozmiarów piłki baseballowej, a lekarze nie mogli powiedzieć mu, co dalej, zebrał wszystkie skany MRI i CT i udał się na MIT.
Naukowcy z instytutu byli tak urzeczeni pomysłem nauczenia drukarki 3D tworzenia makiet mózgu oraz chęcią pomocy biednemu 26-letniemu chłopcu, że natychmiast zabrali się do pracy. Algorytm tłumaczący zdjęcia na model 3D został napisany i przetestowany przez Stephena.
Stworzona przez nich technologia jest w stanie analizować 1000 razy szybciej i generować wynik skanowania w postaci modelu 3D. Teraz nie tylko lekarze, ale także pacjenci będą mogli trzymać w dłoniach własne, wolumetryczne kopie mózgu.
Kolejną zaletą tego wynalazku jest możliwość nie tylko wykrycia patologii w narządzie, ale także pomiaru jego wielkości, sprawdzenia, których obszarów dotknął i w jakim są one stanie. To naprawdę wspaniałe i bardzo na czasie odkrycie, ponieważ takie przetwarzanie informacji można przeprowadzić nie tylko z wynikami w mózgu, ale także we wszystkich narządach i tkankach organizmu.
Technologie 3D: zastosowanie w medycynie
Drukarki, które tworzą modele mózgu za pomocą algorytmu, działają już w niektórych szpitalach w USA. Chociaż są drogie, ale to nie jest najgorsze. Faktem jest, że dzięki Stephenowi pojawiła się nowa specjalność medyczna: diagnosta do wizualizacji 3D narządów wewnętrznych, a trening jako taki nie został jeszcze ustalony. Dlatego naukowcy przewidują, że specjaliści o tym profilu pojawią się w ciągu najbliższych 5 lat, po których być może MRI i CT będą stopniowo zastępowane bardziej „zaawansowaną” technologią.
Co jeszcze technologia 3D może dać chorym ludziom, to skanowanie: natychmiastowy obraz tego, co dzieje się w ludzkim ciele (we wszystkich tkankach, kościach i narządach jednocześnie) w ciągu kilku sekund. Takie urządzenie zostało opracowane na University of Davis (Kalifornia, USA) i nie ma odpowiednika na świecie. Naukowcy są w stanie zobaczyć procesy zachodzące w człowieku i śledzić w czasie rzeczywistym wszelkie naruszenia w funkcjonowaniu narządów czy obecność w nich patologii.
Nowe słowo w nauce
Jedno odkrycie z reguły powoduje pojawienie się lub niepowodzenie innego. Tak więc, skanując ludzki mózg w trójwymiarowej przestrzeni, naukowcy zobaczyli, jak prymitywnie go uważali, opierając się na swoich wcześniejszych wyobrażeniach na jego temat.
Na przykład zdali sobie sprawę, że połączenia między synapsami są tworzone według zupełnie innych schematów i są znacznie bardziej złożone, niż się spodziewali. Udało im się obliczyć (a dokładniej program komputerowy), że istnieje ponad 125 bilionów tych najcieńszych połączeń w samej korze mózgowej. Okazuje się, że jest ich więcej niż gwiazd wchodzących w skład naszej galaktyki (około 1500 razy).
Doszli do rozczarowującego wniosku: jeśli każda synapsa jest mikroprocesorem, to sztuczna inteligencja, którą mieli nadzieję stworzyć w najbliższej przyszłości, pozostanie mrzonką. Faktem jest, że w mózgu jest kilka razy więcej połączeń niż wszystkie tranzystory i routery dostępne na planecie razem wzięte, a koordynacja ich pracy tak perfekcyjna jak synaps jest po prostu nierealna.
Czego można się spodziewać po naukowcach?
Nowa metoda przetwarzania wyników skanów mózgu to nowy wynalazek, który wciąż będzie udoskonalany i ulepszany. Kto wie, może już po 5 latach apteki będą sprzedawały mini skanery do ciała, aby każdy mógł otrzymać informację o swoim stanie zdrowia na komputerze lub gadżecie, jeszcze przed pójściem do pracy.
Jak dotąd algorytm tworzenia trójwymiarowego modelu mózgu jest używany w nagłych lub szczególnie trudnych przypadkach, gdy wzrost guza liczy się dosłownie w minutach.
Autor: Kardashova Inga