自然科普:这类虾凶猛了!引导肿瘤大年夜夫“看清”癌细胞

[热点] 时间:2023-02-07 09:17:57 来源:皮普信息站 作者:热点 点击:46次

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出品:科普中国

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这是科普一只螳螂虾:

图片来源:Wikimedia

关于螳螂虾,我们知道得最多的类虾就是,它有着一双出拳快如闪电的凶猛拳头。

详细有多快,引导夜罗罗健身操腿部健身操快到似乎一根紧缩后被释放的大年弹簧,只需要1-2毫秒时辰就可以完成出拳,癌细这个速度下,看清神经反应都缺乏以改动已弹射的自然肿瘤拳头。

慢举措下的科普螳螂虾出拳,击破螳螂虾的类虾十五年前健身操二十分钟壳分分钟的事(图片来源:isolophobia)

不过明天我们的主题并不是关于它的拳头,而是凶猛它的那双可以救人的眼睛。

螳螂虾眼睛怎样救人的引导夜,听着有点离谱?

不要着急,大年先听我引见螳螂虾的眼睛。

图片来源:gycat

螳螂虾除了有着地球上最快的拳头,还有着有地球上最复杂的视觉体系。它和其他虫豸一样,用的是复眼。

它的复眼有3层感光细胞,每层细胞对不合波长的光作出反响。螳螂虾一共有16种不合类型的瘦腰健身操广场舞教学版光感受感染器,能同时接纳处置不合波长的光线。注重,是同时。

螳螂虾的眼睛,dPR(dorsal Peripheral Region)是背部中心区,vPR(ventral Peripheral Region)是腹部中心区,二者大年夜致对称;MB(Mid-Band region)是中心带状区

(图片来源:参考文献2)

个中3种光感受感染用来探测紫外光,9种用来探测可见光,其他的用来感受感染红外光。

比拟之下,人类的72分钟瘦腰健身操视频只要3种颜色的光感受感染器,红、绿、蓝,是以人类的可见光范围和螳螂虾比拟,小得不是一星半点。

这些感光细胞可以相互自力平行地处置信息,感光细胞输入不经由进程神经比拟,色采信息直接从视网膜传到大年夜脑。

这意味着大年夜脑可以同时看到可见光和紫外光和红外光。

在癌结构切除手术中,有时需要用到荧光蛋白来标志癌细胞,千祎的健身操是有氧运动吗让癌结构切除变得加倍便利,这时辰间会用到医用摄像机拍摄,及时展如今外科手术监视器上,便利大年夜夫操作。

可见光荧光标志下的癌结构(图片来源:《自然》杂志)

荧光蛋白的标志有可见光的,也有近红外光的,这是两种不合波长的光。不合的荧光可以标志不合的结构。生物体的一些局部对可见光有较好的接纳和散射,而别的一些局部则对非可见光有比拟好的接纳和散射,包括近红外光。

癌结构地点的位置不合,所用的标志方法也不一样。但有光阴状况比拟复杂,同时需要两种荧光标志。

这时辰间,传统的摄像器械就不可了,由于一样深刻的摄影器械要么可以拍下可见光,要么可以拍下红外光。摄影器械的“感光细胞”,也就是它的传感器局限了它的感光范围。

要解释的是,传统摄影器械并不是没有可以处置可见光和近红外光的传感器。早在2017年,某摄影器械厂商就开拓了全球首款可以捕捉可见光和近红外光的CMOS传感器。

一款可以拍摄可见光和近红外光的传感器(图片来源:tokiox)

但,你想要同时在监视器上同时看到近红外光和可见光,靠这枚传感器照样不可。由于它只能在两种形式下相互切换,要么看到可见光形式,要么看到近红外光形式。

可以切换两种形式,在可见光和近红外光下看同一物体(图片来源:tokiox)

而我们的主角,螳螂虾的出现,给了迷信家灵感。为外科大年夜夫同时看到可见光和近红外光供应了能够性。

研讨作者(图片来源:参考文献1)

Steven Blair是 Viktor Gruev实验室的研讨生,他开拓了一种和螳螂虾一样的,有3层感光资料的传感器。一共可以感知6种颜色的光波,红绿蓝和3种近红外光。

当然重点是,这颗传感器在顶层放置了两种滤光资料,就和螳螂虾一样,可以同时自力平行处置6种颜色光。

多么一来,外科大年夜夫就可以用一台摄像机在同一画面下不雅察到可见光标志和近红外光标志的癌结构,一下就便利了很多。

研讨人员在一次乳腺癌肿瘤切除手术中测试了他们的仿生成像仪(白色标志)

(图片来源:Courtesy: S. Blair et al Science Translational Medicine 2021)

大年夜自然给我们的科技提高带来了无量的灵感,从仿蜂鸟的高铁的火车头,到活发动的沙鱼皮泳衣,再到仿海豚的声纳体系,多么的例子数都数不完,而仿螳螂虾复杂的眼睛的成像体系只是个中之一。

有人曾猎奇,研讨那些野生植物有甚么用,跟我们人类一点关系都没有,还糜费经费。

我想而今你应当分了然,大年夜自然永远都是我们最好的师长教员。

参考文献:

1. Blair S, Garcia M, Davis T, et al. Hexachromatic bioinspired camera for image-guided cancer surgery[J]. Science Translational Medicine, 2021, 13(592).

2. 张旭, 金伟其, 裘溯. 螳螂虾视觉成像的特点及其仿生技艺研讨综述[J]. 红外技艺, 2016, 38(2): 89-95.

3. https://www.camgle.com/news/zixun/20170213/6666.html

4.

http://tokiox.com/wp/%E3%82%AD%E3%83%A4%E3%83%8E%E3%83%B3%EF%BC%9Acmos%E3%82%BB%E3%83%B3%E3%82%B5%E3%83%BC%EF%BD%A4global-shutter%E6%90%AD%E8%BC%89%EF%BC%9A%E5%8F%AF%E8%A6%96%E5%85%89%EF%BD%A5%E8%BF%91%E8%B5%A4%E5%A4%96/?lang=zh




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(责任编辑:休闲)

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