Исследователи из Университета Квинсленда применили алгоритм из видеоигры для изучения динамики молекул в живых клетках мозга. Доктор Тристан Уоллис и профессор Фредерик Менье из Университета Квинсленда разработали данную идею во время изоляции в период пандемии COVID-19.
Боевые видеоигры используют быстрый алгоритм для отслеживания траекторий пуль, чтобы гарантировать поражение нужных целей на поле боя. Этот алгоритм обеспечивает высокую точность и создает максимально реалистичный опыт. Мы решили, что аналогичный подход можно применить для анализа молекул, двигающихся внутри мозговых клеток.
Ранее технология могла обнаруживать и изучать молекулы только в пространстве, не учитывая их поведение в пространстве и времени. С использованием микроскопии сверхвысокого разрешения ученые анализируют живые мозговые клетки, зафиксировав, как мельчайшие молекулы в них объединяются для определенных функций. Изолированные белки выполняют упругие движения в хаотичной среде, но наблюдая за ними в пространстве и времени, мы начинаем видеть упорядоченность в этом хаосе. Эта увлекательная идея оказалась успешной.
Доктор Уоллис использовал кодирование для создания алгоритма, который теперь используется несколькими лабораториями для сбора данных об активности мозговых клеток. Ученые применили алгоритм не для отслеживания выстрелов в видеоиграх, а для наблюдения за слипающимися молекулами — какие молекулы, когда и где, как долго и как часто. Это раскрывает новые сведения о том, как молекулы выполняют важные функции в мозговых клетках и как эти функции могут изменяться при старении и заболеваниях.
Команда, ответственная за научную работу, уже использует эту технологию для сбора ценных данных о белках, например синтаксин-1А, которые играют ключевую роль в связи внутри мозговых клеток. Другие исследователи также применяют этот метод для разных исследовательских целей. Они также сотрудничаем с математиками и статистиками из Университета Квинсленда, чтобы расширить сферу применения этой технологии и ускорить научные открытия.
Профессор Менье, соавтор статьи, выразил удовлетворение от результатов этой простой идеи.
Мы использовали наше творческое мышление, чтобы решить научную задачу, соединив два различных мира — высокотехнологичные видеоигры и микроскопию сверхвысокого разрешения. Это открыло перед нами новые возможности в области нейробиологии.