Маълумот

Сканкунии муфассали бофтаҳои зинда кадом аст

Сканкунии муфассали бофтаҳои зинда кадом аст


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Роҳҳои зиёде барои скан кардани бофтаҳои зинда мавҷуданд. Муфассалтарин то имрӯз кадом аст? Он чӣ гуна қарорҳоро истеҳсол карда метавонад? Оё ҷавоби дигар барои 2D ва 3D вуҷуд дорад?


Ман фикр мекунам, ки шумо мепурсед тасвири баландтарин дар vivo кадом аст, ки илм то имрӯз иҷро кардааст?

Ба фикрам, беҳтарин роҳи ҷавоб ба ин гуна саволҳо шарҳ додани моҳияти савол аст.

Ин аз бисёр ҷиҳат аз он вобаста аст, ки шумо барои ҳалли савол ба кадом намуди намуна таваҷҷӯҳ доред. Он инчунин аз он вобаста аст, ки оё мо дар бораи ҳалли вақт (вақтӣ) ё фазоӣ (фазоӣ) сухан меронем, зеро одатан барои усулҳои тасвирӣ мубодила вуҷуд дорад. Баъзе чизҳоро мо метавонем бо ҳалли фемтосекунд тасвир кунем ва чизҳои дигарро бо дақиқии фемтометр тасвир карда метавонем.

Кадом амволро дидан мехоҳед? Оё ин як ранги муайян, ба монанди маркери флуоресцентӣ? Топографияи молекулае, ки дар мембрана нишастааст? Қуввае, ки сафедаи мотор ба вуҷуд меорад?

Оё шумо тасвири аз нав сохташударо (дар 3D) аз буридаҳои 2D муқоисаи одилона бо усулҳое меҳисобед, ки ҳадафи он тасвири мустақим дар 3D мебошад? Микроскопия ва тасвирҳо соҳаҳои хеле пешрафтаанд ва мо танҳо ба харошидан шурӯъ карда истодаем.

Боз чанд мулоҳиза барои саволдиҳанда: оё намунаи шумо ҳаракат мекунад? Оё мо дар бораи тасвири ҳашаротҳое, ки дар назди гулҳо парвоз мекунанд ё кирмҳои ҳамворшудаи анестетикӣ гап мезанем? Кадом миқёси намуна тасвир карда мешавад? Талабот барои зинда нигоҳ доштани он ҳангоми тасвир чӣ гуна аст? Масалан, интиқол додани маводи ғизоӣ ё тасвири микробе, ки дар субстрат мерӯяд, одатан тағир додани микроскопи шуморо тавре талаб мекунад, ки ҳалли оптикии шуморо маҳдуд кунад. Тасвири баъзе чизҳо ҳатман ҳадафҳои масофаи кории дарозро талаб мекунад, дар ҳоле ки намунаҳои дигарро дар масофаи кӯтоҳи корӣ дидан мумкин аст. Инҳо ба резолюция таъсири бузург доранд!

Ҳамчун омӯзиши мисол: биёед бигӯем, ки мо ба майнаи инсон бо қарори баланд таваҷҷӯҳ дорем. Шумо метавонед ин корро бо қарори баланди муваққатӣ (бо истифода аз EEG) ё бо ҳалли баланди фазоӣ бо истифода аз резонанси магнитӣ иҷро кунед! Ё шумо ба ҳалли вақти воқеӣ таваҷҷӯҳ доред фаъолият мағзи сар, тавре ки тавассути интиқоли оксиген ба минтақаҳо чен карда мешавад? Ин бо ҳеҷ яке аз гуфтаҳои боло имконнопазир аст; шумо бояд ба тасвири функсионалӣ такя кунед, масалан. fMRI!


Локализатсияи фазоӣ барои спектроскопияи магнитии резонанси in Vivo: консепсияҳо ва шарҳ

F Спектроскопияи нуқта ҳалшуда

PRESS аз STEAM бо он фарқ мекунад, ки локализатсия бо усули spin-echo, на усули ҳавасмандгардонӣ ба даст оварда мешавад (ниг. Расми 3). Мисли STEAM, маҳаллисозӣ ба истифода такя мекунад Б.0 градиентҳо ва импулсҳои rf интихобӣ барои тавлиди се интихоби бурида дар самтҳои ортогоналӣ. Аввалин ин импулсҳои буридаи интихобӣ 90° ва импулсҳои дуюм ва сеюм импулсҳои буридаи интихобӣ (180°) мебошанд. Импулсҳо пас аз набзи ниҳоӣ, ки аз ҳаҷм дар чорроҳаи се буридаи интихобшуда бармеоянд, акси чарх ба вуҷуд меоранд. Баъзе пайдарпаии тағирёфтаи PRESS зиёда аз се импулсҳои буридаи интихобшавандаро истифода мебаранд (масалан, як импулсҳои буридаи 90° ва се импулсҳои буридаи интихобӣ 180°) барои беҳтар кардани сифати маҳаллисозӣ, ба тавре ки нақшаи вақт дар расми 3 нишон дода шудааст, метавонад аз рӯи вақт фарқ кунад. амалй гардондани. Иловагӣ Б.0 Импульсҳои градиентӣ аксар вақт дар давраҳои байни импулсҳои rf барои нест кардани сигналҳои берун аз ҳаҷми интихобшуда илова карда мешаванд.

PRESS дорои як қатор бартариҳои STEAM мебошад. Маҳаллисозии PRESS дар як скан ба даст оварда мешавад ва аз ин рӯ метавонад ба расмиёти MRI ё тасвири спектроскопӣ (ба поён нигаред) ҳамчун модули ҳаяҷонбахш дохил карда шавад ё барои Б.0 танзими якхела. Ин шабоҳатҳо ба барномаҳои шабеҳ оварда расониданд. Ҳарду барои ченакҳои маҳаллии 1 H MRS, махсусан барои омӯзиши MRS дар мағзи сар васеъ истифода шудаанд. Мисол дар расми 4 оварда шудааст. Ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки интихоби ҳаҷми PRESS метавонад барои ба даст овардани спектри 1 H MRS аз маконҳои муайяни майна дар омӯзиши ҳайвонот истифода шавад. Бисёр таҳқиқоти шабеҳи майнаи муқаррарӣ ва бемори инсон низ анҷом дода шудаанд. Сигналҳое, ки дар спектрҳо пайдо мешаванд, аз рӯи басомад ва амплитудаи нисбӣ бо сигналҳое, ки дар спектрҳои аз экстрактҳои бофтаи майна гирифта шудаанд, мувофиқат мекунанд. Спектрҳое, ки дар расми 4 нишон дода шудаанд, инчунин барои таъмин намудани тахминии таносуби сигнал ба садо, вақти скан ва ҳаҷм, ки дар ин шароит интизор шудан мумкин аст, хизмат мекунанд.

РАКАМИ 4. Тасвири истифодаи кӯтоҳ ТЭ Маҳаллисозии ПРЕСС дар майнаи гурба. Маълумот дар 2,0 Т бо истифода аз чархе, ки сарро барои интиқоли импулсҳои интихобӣ ва чархи рӯизаминӣ барои қабули сигналҳо ба даст овардааст, гирифта шуд. $A) Як буридаи Т2-тасвири вазншудаи MR, ки маконҳоеро нишон медиҳад, ки аз онҳо спектрҳои 1H дар (B) гирифта шудаанд. Маълумоти спектралӣ аз ҳаҷми 125 мкл (5 * 5 * 5 мм) бо ТР = 2000 мс ва ТЭ = 20 мс. Спектри боло ба ҳисоби миёна 256 сканро ифода мекунад, дар ҳоле ки спектри поёнӣ ба ҳисоби миёна бештар (1024 скан) лозим буд, зеро ин ҳаҷм аз қабулкунаки қабати рӯизаминӣ дуртар буд. Бузургтарин сигнал дар ҳар як спектр аз оби нопурра пахш карда мешавад. Дигар супоришҳои сигнал метавонад дар расми 5C ёфт.

Истифодаи усули spin-echo дар PRESS боиси таносуби сигнал ба садо мебошад, ки аз ҷиҳати назариявӣ ду баробар зиёд аст, ки аз як ҳаҷм бо истифода аз STEAM гирифта мешавад. Аммо, PRESS нисбат ба STEAM нисбат ба кунҷҳои нодуруст танзимшудаи rf ҳассостар аст. Дар амал, ба даст овардани самаранокии 100% душвор аст, зеро талафоти марбут ба импулсҳои интихобӣ. Бо вуҷуди ин, пайдарпаии махсуси PRESS, ки барои тавлиди маълумоти дар расми 4 нишон додашуда истифода мешавад, тақрибан 80% сигнали мавҷударо муайян мекунад, ки ин беҳбудии назаррас аз ҳадди назариявии 50%, ки STEAM медиҳад. Таносуби афзоишёфтаи сигнал ба садои аз ҷониби PRESS пешниҳодшуда метавонад барои беҳтар кардани ҳаҷм ё кам кардани вақти скан истифода шавад, ки ҳардуи онҳо бартариҳои муҳими амалӣ доранд.

Фарқи дигари муҳими PRESS ва STEAM дар он аст, ки дар PRESS магнитизатсияи ҳаҷм интихобшуда дар ҳамвории гардиши чорчӯбаи гардиш вақти бештарро сарф мекунад. Ҳамин тариқ, харидҳои PRESS одатан ҳадди ақали калонтар доранд ТЕ нисбат ба харидҳои STEAM ва ба ин васила, ба андозаи бештар таъсир мерасонанд Т2 истироҳат ва аз ҷониби Ҷ модуляция. Бисёре аз барномаҳои клиникии муосир, ки ин усулҳоро истифода мебаранд, бо истифода аз анҷом дода мешаванд ТЭ& # x27s аз 100 ms ё зиёдтар. Барои ин андозагирии "вақти эхо дароз", таносуби афзояндаи сигнал ба садои аз ҷониби PRESS пешниҳодшуда бартариҳои хос дорад. Ҳоло эътироф карда мешавад, ки харидҳо дар муддати кӯтоҳтар анҷом дода мешаванд ТЭ& # x27s пешниҳод як қатор бартариҳои. STEAM усули афзалиятнок аст, агар хеле кӯтоҳ бошад ТЭ& # x27s зарур аст. Ҳарчанд бо назардошти мавҷудияти қавӣ Б.0 градиентҳо ва амплитудаҳои қавии маҳаллии RF (барои импулсҳои кӯтоҳи rf), метавон пайдарпайии PRESS-ро тарҳрезӣ кард, ки бо ТЭ дар наздикии 20 мс (масалан, расми 4). Таҷҳизоти шабеҳ ба тарҳрезии пайдарпаии STEAM, ки ҳадди аққал доранд, иҷозат медиҳад ТЭ& # x27s тақрибан нисфи калонтар аст. Дар ин замина, шумо бояд қарор кунед, ки оё бартариҳое, ки бо амалиёт ба даст меоянд ТЭ = 10 мс (ба ҷои ТЭ = 20 мс) аз самаранокии пасттарини муайянкунии STEAM зиёдтар аст.


Чаро Т.Рекс чунин силоҳҳои хурд дошт? SUE ба Advanced Photon Source барои сканкунии муфассалтаринаш мерасад

Аммо муҳаққиқон ба зудӣ ҳамчун устухони бозуи машҳуртарин фаҳмиши бештар хоҳанд гирифт Т. рекс дар таърих - КВД Осорхонаи саҳроӣ - дар Сарчашмаи пешрафтаи фотон дар Лабораторияи Миллии Аргонн Департаменти Энергетикаи ИМА омӯхта шуд, ки дар он ҷо скани муфассалтарини ин скелет дар аввали ҳамин моҳ сурат гирифтааст.

Рентгенҳои бениҳоят дурахшон аз Advanced Photon Source, як манбаи нури азими синхротрон, ки тақрибан як мил дар атрофи он аст, ба олимон намуди бесобиқа дар дохили устухонҳои бозуи SUE медиҳад, ки бузургтарин ва беҳтарин маҳфуз аст. Т. рекс скелет ягон бор ёфт шудааст.

"Ин рентгенҳо ба мо харитаи рагҳои хун ва замимаҳои мушакҳои устухонро медиҳанд, ки қаблан дида нашудаанд" гуфт Кармен Сориано, палеонтолог ва олими нур бо Сарчашмаи Advanced Photon.​ "Ин маълумот метавонад дар бораи биологияи динозаврҳо фаҳмиши нав ва инчунин дар бораи он, ки SUE ҳаёти худро чӣ гуна зиндагӣ мекард, маълумот диҳад."

"Палеонтологҳо воқеан ҳама технологияи баландеро, ки мо метавонем истифода барем, дӯст медоранд, зеро ин наздиктарин чизест, ки мо ба саёҳати вақт расида метавонем."

Питер Маковички, Куратори Осорхонаи саҳроӣ оид ба динозаврҳо, илова кард, ​ " Дастрасӣ ба ин абзор аҷиб аст, ки ба мо имкон медиҳад сохтори устухонҳоро бо тафсилоти бесобиқа бидуни осеб дидани сангшудагон тафтиш кунем - ва ин танҳо дар роҳ аст."

Дар давоми таҷрибаҳои ба наздикӣ, муҳаққиқон рентгенҳои пуршиддатро равона карданд - тақрибан як миллион маротиба пурқувваттар аз рентген дар идораи духтур - ба сангшуда.

Онҳо майдони тақрибан се дюйм мураббаъ ва як то ду дюйм амиқро дар ҳарду устухони пои пеши КВД скан карданд, ки дарозии он тақрибан баробари бозуи инсон аст, аммо хеле мустаҳкамтар аст.

Бар асоси роҳҳои пароканда шудани чӯбҳо аз санг, муҳаққиқон метавонанд ҷойгиршавии унсурҳои гуногуни анатомӣ дар устухонҳо ва сӯрохиҳои хурди амиқи дохили онро, ки як вақтҳо рагҳои хун ва ҳуҷайраҳо буданд, барқарор кунанд.

"Дарки морфологияи хуби дохилии скелет ба мо дар бораи чӣ гуна ҳаракат кардани даст ва барои чӣ истифода шудани он маълумот медиҳад" гуфт Сориано.

Ҳатто устухонҳои урён дорои ишораҳое ҳастанд, ки онҳо дар зиндагӣ барои чӣ истифода мешуданд. Масалан, устухонҳои паррандагон холӣ ҳастанд ва барои парвоз камтар калсий шудаанд, дар ҳоле ки устухонҳои вазнинтар ва зичтар метавонанд нишон диҳанд, ки устухонҳо барои вазифаҳои қувват истифода шудаанд. Намунаҳое, ки тавассути ин сканҳои пуршиддат ошкор шудаанд, ба олимон маълумоти бештар медиҳанд, то рамзкушоӣ кунанд, ки SUE дастҳои ӯро барои чӣ истифода кардааст.

Тадқиқот дар ҳамкорӣ бо Пол Таффоро аз Пажӯҳишгоҳи радиатсионӣ дар Аврупои Синхротрон дар Фаронса анҷом дода шуд. Ҳамкорӣ вақте оғоз шуд, ки ӯ ва Сориано дар конфронси Чикаго ҳамчун ягона палеонтологҳо дар иқомат дар манбаъҳои нури рентгенӣ дар ҷаҳон мулоқот карданд.

"Палеонтологҳо воқеан ҳама технологияи баландеро, ки мо метавонем истифода барем, дӯст медоранд," гуфт Сориано, ​ "зеро ин наздиктарин чизест, ки мо ба саёҳати вақт расида метавонем."

Таҷрибаҳо дар хати рентгении шӯъбаи илмии рентгенӣ 2 -BM гузаронида шуданд. Бозгашт ба намоиш дар майдони 11 октябр ҳангоми таҳлили маълумот баргардонида шуд.


Мавзӯи беҳтарини санҷиш

Дастаи Макаров аллакай озмоишҳоеро оғоз кардааст, ки барои санҷидани одамони зинда хеле хатарноканд. Дар яке аз онҳо, онҳо ба модели худ як хип ё устухони металлӣ доданд ва таъсири гузоштани онро дар сканери MRI омӯхтанд. Имплантатҳои металлӣ дар майдони магнитии пурқуввати сканер гарм мешаванд ва дар айни замон дар бораи беҳтарин скан кардани одамоне, ки онҳоро доранд, каме маълум аст.

Тадқиқотчиён тавонистанд, ки дар қувваҳои гуногуни майдони магнитӣ чӣ рӯй медиҳанд, озмоиш кунанд ва натиҷаҳои худро ба кормандони клиникӣ баргардонанд. Духтурон метавонанд маълумоти худро барои таҳияи расмиёти бехатартар ва муассири сканер барои одамони имплантатсия истифода баранд.

Намуди қисмати пойҳо (Тасвир: Лоиҳаи инсони намоён)

Макаров мегӯяд, доштани фантомҳои занона ба мо имкон медиҳад, ки бемориҳоеро, ки бештар ба занон таъсир мерасонанд, беҳтар таҳқиқ кунем. Вай умедвор аст, ки скрининги саратони сина беҳтар шавад, масалан, натиҷаҳои боэътимоди маммограмма медиҳад.

Вай инчунин таъсири истифодаи дарозмуддати телефони мобилӣ ба майнаро месанҷад ва бехатарии як усули ҳавасмандкунии мағзи сар бо номи ҳавасмандкунии ҷараёни мустақими транскраниалӣ (tDCS), ки ҳамчун табобати имконпазир барои як қатор шароитҳо, аз ҷумла депрессия таҳия шудааст, арзёбӣ мекунад. , деменция, шизофрения ва дарди музмин. “Мо як модели хеле хуби мағзи сар дорем, ки дар қабати моеъи мағзи сар ҷойгир шудааст, & # 8221 мегӯяд Макаров.

Натиҷаҳои аввал нишон медиҳанд, ки tDCS метавонад ҷараёнҳои электрикии калонтарро эҷод кунад, вақте ки он дар майна ва дар моддаи сафед амиқтар истифода мешавад, ки метавонад ба тарзи татбиқ ва бехатарии он таъсир расонад. Бо вуҷуди ин, Макаров қайд мекунад, ки гарчанде ки дастаи ӯ таҷрибаҳоро иҷро мекунад, шарҳи бозёфтҳоро ба одамони дорои дониши мутахассис вогузор хоҳад кард.

Макаров мегӯяд, ки фарбеҳии зани Мэриленд бо назардошти сатҳи баланди фарбеҳӣ дар бисёре аз кишварҳои имрӯза вайро махсусан муҳим мекунад. Аммо азбаски фантом комилан рақамӣ аст, муҳаққиқон инчунин тавонистанд ду версияи бориктарро бо пӯст ва равғани камтар эҷод кунанд.

Даста моделро ба таври ройгон дастрас кард ва онро метавон бо истифода аз нармафзори асосӣ, ки аллакай дар лабораторияҳои тамоми ҷаҳон истифода мешавад, тағир дод. “Сохтани фантом кори зиёдеро талаб кард, аммо ҳоло ҳар кас метавонад дар ноутбуки худ таҷриба анҷом диҳад, & # 8221 мегӯяд Назариан.

Ин маънои онро дорад, ки зани маҷозӣ метавонад аз озмоишҳои беохир дар саросари ҷаҳон гузарад. & # 8220Бисёр истифодаи имконпазир вуҷуд дорад, & # 8221 мегӯяд, Bello. “Ин дар ҳақиқат ҳаяҷоновар аст.”

Франкенштейни рақамӣ

Лоиҳаи сохтани бадани инсони комилан рақамӣ дар миёнаҳои солҳои 1980 оғоз шуда буд. Ба истиснои якчанд қисмҳои гумшуда (нигаред ба ҳикояи асосӣ), модели маҷозии занона ҳоло ба итмом расидааст, аммо ҳамтои марди ӯ солҳо пеш ба анҷом расида буд.

Ҷасаде, ки ба он асос ёфта буд, ҷасади Ҷозеф Пол Ҷернигани 39-солаи Техасӣ буд, ки барои куштор маҳкум шуда, бо сӯзандоруи марговар ба қатл расонида шудааст. Версияҳои рақамии бадани ӯ соли 2010 эълон шуда буданд, аммо саволҳои ахлоқӣ дар бораи истифодаи маълумоти ӯ боқӣ мондаанд. Ҳарчанд хабар дода мешавад, ки Ҷернигон ҷисми худро бо хоҳиши худ ба илм ҳадя кардааст, эҳтимол ӯ наметавонист бидонад, ки то куҷо истифода ва паҳн кардани он.

Ҷасади ӯ низ чанд пора набуд. Вақте ки ӯ мурд, Ҷернигон аз аппендикс, тестӣ ва якчанд дандонҳо кам буд. Аз он вақт инҷониб ин қисмҳои бадан бо истифода аз сканҳои ихтиёриёни зинда илова карда шуданд.

Масалан, Пол Сегарс дар Донишгоҳи Дюк дар Дарем, Каролинаи Шимолӣ сканҳои MRI-ро барои иваз кардани баъзе қисмҳои гумшуда истифода бурд. & # 8220Ман анҷом то иваз ҳам testicles ва penis, то ҳама чиз мувофиқ, & # 8221 ӯ мегӯяд,.

Segars низ иваз мағзи Jernigan & # 8217s, ки ӯ гуфт, назар ғайримуқаррарӣ варам. Дар натиҷа як patchwork аст, қариб мисли ҳаюло Франкенштейн & # 8217s, ӯ мегӯяд,.

Ин мақола дар чоп зери сарлавҳаи "Зани виртуалӣ аз буридаҳо сохта шудааст" нашр шудааст.


Профессор UW ҳар як намуди моҳиро дар ҷаҳон рақамӣ мекунад

Дар сайёраи мо тақрибан 25 000 намуди моҳӣ зиндагӣ мекунанд ва профессори Донишгоҳи Вашингтон мехоҳад ҳамаи онҳоро скан ва рақамӣ кунад.

Ин маънои онро дорад, ки ҳар як намуд ба зудӣ як нусхаи визуалии баландсифати 3-D хоҳад дошт, ки барои ҳама дастрас ва ройгон зеркашӣ карда мешавад. Олимон, омӯзгорон, донишҷӯён ва ихтиологҳои ҳаваскор метавонанд ба ҷузъиёти хуби скелети склети скульпини ҳамвор нигоҳ кунанд ё нусхаи дақиқи моҳии аллигатори Арктикаро чоп кунанд.

& # 8220Ин сканҳо тарзи фикрронии мо дар бораи маълумоти 3-D ва дастрасиро тағир медиҳанд, & # 8221, гуфт Адам Саммерс, профессори биология ва илмҳои обӣ ва моҳипарварии UW, ки лоиҳаро сарварӣ мекунад.

Саммерс, ки дар лабораторияи UW's Friday Harbor ҷойгир аст, сканери хурди томографияи компютериро (КТ) дар утоқи паси лаборатория истифода мебарад, то даҳҳо сканҳои моҳиро аз намунаҳои дар саросари ҷаҳон ҷамъоварӣ кунад. Мошин мисли сканери стандартии КТ кор мекунад, ки дар беморхонаҳо истифода мешавад: Силсилаи тасвирҳои рентгенӣ аз кунҷҳои гуногун гирифта мешаванд ва сипас бо истифода аз коркарди компютерӣ якҷоя карда мешаванд, то тасвирҳои сеченакаи скелетро эҷод кунанд.

Ҳадаф ин аст, ки ба олимон имкон фароҳам оваранд, ки морфологияи як намуди муайянро тафтиш кунанд ё бифаҳманд, ки чаро як гурӯҳи моҳӣ хусусиятҳои физикии якхела доранд, ба монанди сари устухони “зиреҳ” ё қобилияти ба қум андохтан.

& # 8220Ин хеле шавқовар буд, ки ин маълумот дар бораи веб бипартоед ва одамон дар асл аз он истифода, & # 8221 Summers гуфт:.

Spatula Cochleoceps

Enophrys diceraus (Sculpin antlered)

Enophrys taurina (Sculpin Bull)

Hypsagonus quadricornis (браконьери чорхорн)

Lepisosteus oculatus (Гари доғдор)

Monacanthus ciliatus (моҳии паҳлӯдор)

Ranzania laevis (Офтобии борик)

Ranzania laevis (Офтобии борик)

Saurenchelys cognita (Махри дарозрӯй)

Serrasalmus medinai (Pirañha гулӯи сурх)

Thoracocorax stellatus (Spotfin hatchetfish)

То ба ҳол, барои олимон роҳи осон ё арзон барои гирифтани сканҳои муфассал ва сеченакаи ҳайвонот вуҷуд надошт. Саммерс ба ёд меорад, ки маҷбур буд, ки ба беморхонаҳо барои скан кардани намунаҳои ӯ, аз ҷумла нури неши, ки дар соли 2000 аввалин моҳии CT-сканшуда буд, ки дар муқоваи маҷаллаи биология пайдо шуд.

Дар тӯли солҳо, Саммерс ва ҳамкасбон роҳҳои муассири скан кардани намунаҳоро дар қисмҳои калонтар дар беморхонаҳо таҳия карданд, аммо ҳар як скан ҳоло ҳам хеле гарон буд - дар ҳама ҷо аз 500 то 2000 доллар.

Сумерс зарурати сканери дохили хонаро дид ва барои харидани мошин, ки ҳоло дар Ҷумъа Харбор Лабораторияҳо зиндагӣ мекунад, 340 000 доллар ҷамъ овард. Сиёсати ӯ ин аст, ки он ройгон ва барои ҳар касе, ки мехоҳад онро истифода барад, кушода аст ва моҳӣ бояд аз коллексияҳои музей дастрас бошад.

Донишҷӯён, пажӯҳишгарони постдокторӣ ва профессорон аз саросари ҷаҳон Саммерсро ба ин пешниҳод қабул карданд ва ба лабораторияҳои ҷазираи Сан-Хуан омаданд, то намунаҳои дӯстдоштаи худро скан кунанд. Онҳо инчунин қуттиҳои намунаҳои моҳӣ дар почта барои лабораторияи Summers & # 8217 мефиристанд, то скан ва интишори онлайн. Моҳӣ аз коллексияҳои осорхонаҳоро бо рақамҳо пайгирӣ кардан мумкин аст ва пойгоҳи додаҳои онлайн ҳоло сканҳои моҳӣ аз Осорхонаи таърихи табиӣ ва фарҳанги UW's Burke, Академияи миллии илмҳо дар Филаделфия, Донишгоҳи давлатии Огайо, Осорхонаи Австралияи Ғарбӣ ва бисёр дигаронро дар бар мегирад.

& # 8220Мо танҳо онро як кӯшиши гурӯҳ барои ба даст овардани ҳама чиз, & # 8221 Summers гуфт:. “Доштани ин сканер ба ман қудрати бебаҳои ин системаро равшан сохт, агар шумо дар ин бора дуруст фикр кунед.”

Аксари олимон, ки маълумотҳои моҳии 3-D-ро истифода мебаранд, ба чен кардани морфология - дарозии як устухон, масалан - ё ҷустуҷӯи ҷанбаи анатомия, ки қаблан дида нашуда буд, таваҷҷӯҳ доранд. Сканҳо ба шумо имкон медиҳанд, ки ба таври рақамӣ дар кунҷҳои гуногун калон кунед ё нусхаҳои пластикии калонтари моҳӣ ё калонтарро чоп кунед.

Summers тавассути сканкунии якчанд моҳӣ дар як вақт равандро хуб танзим ва суръат бахшид. Вай аввал намунаҳоро мисли буррито дар силиндр, ки баъд мустақиман дар сканер ҷойгир карда мешавад, печонида ва меғелонад. Пас аз он ки мошин як скан мекунад, Саммерс ҳар як моҳии 3-D-ро ба файли худ ба таври рақамӣ ҷудо мекунад.

Илова бар ин, вай бо баландтарин қарори имконпазир скан намекунад, зеро чанд нафар олимон воқеан ба ин маълумоти муфассал ниёз доранд. Ин вақти бештар ва фазои рақамиро сарфа мекунад ва ба одамон имкон медиҳад, ки ба файлҳо дар интернет осонтар дастрасӣ пайдо кунанд.

“Тарзе, ки ғояҳои тағирёбанда амал мекунанд, инҳо тарзи фикрронии мо дар бораи сканкунии намунаҳоро фавран тағир доданд, & # 8221 Саммерс. “Мо аз, ‘Оё ин имконпазир аст?’ ба зудӣ скан кардани тамоми силсилаи моҳиҳо рафтем.”

То кунун тақрибан 515 намуд скан карда шудааст ва бисёре аз онҳо дар онлайн дар Open Science Framework, як вебсайти мубодилаи сарчашмаи кушода барои лоиҳаҳои илмӣ ҷойгир карда шудаанд. Саммерс интизор дорад, ки дар давоми дувуним-се сол сканкунии тамоми намудҳои моҳии ҷаҳонро ба анҷом расонад.


Мундариҷа

Сохтмон ва физика Таҳрир

Дар аксари барномаҳои тиббӣ, ядроҳои гидроген, ки танҳо аз протон иборатанд, ки дар бофтаҳо ҷойгиранд, сигналеро эҷод мекунанд, ки барои ташаккул додани тасвири бадан аз рӯи зичии ин ядроҳо дар минтақаи мушаххас коркард карда мешаванд. Бо назардошти он, ки протонҳо ба майдонҳои атомҳои дигар, ки онҳо бо онҳо пайванданд, таъсир мерасонанд, мумкин аст, ки ҷавобҳоро аз гидроген дар пайвастагиҳои мушаххас ҷудо кард. Барои гузаронидани тадқиқот, шахс дар дохили сканери MRI ҷойгир карда мешавад, ки майдони магнитии қавӣ дар атрофи майдони тасвиршавандаро ташкил медиҳад. Аввалан, энергияи майдони магнитии ларзиш ба бемор муваққатан бо басомади резонанси мувофиқ дода мешавад. Сканкунӣ бо чархҳои градиентии X ва Y боиси он мегардад, ки як минтақаи интихобшудаи бемор майдони дақиқи магнитиро эҳсос кунад, ки барои ҷабби энергия зарур аст. Атомҳои ҳаяҷонбахш сигнали радиобасомад (РФ)-ро мебароранд, ки онро бо ғалтаки қабулкунанда чен мекунанд. Сигнали РБ метавонад барои муайян кардани иттилооти мавқеъ тавассути дидани тағирот дар сатҳ ва марҳилаи РБ, ки дар натиҷаи тағир додани майдони магнитии маҳаллӣ бо истифода аз катҳои градиентӣ ба вуҷуд омадааст, коркард карда шавад. Азбаски ин печҳо ҳангоми ҳаяҷон ва вокуниш барои анҷом додани сканкунии хати ҳаракат зуд иваз карда мешаванд, онҳо садои такрории такрории скании MRI-ро ба вуҷуд меоранд, зеро печҳо аз сабаби магнитостриксия каме ҳаракат мекунанд. Тафовути байни бофтаҳои гуногун бо суръати ба ҳолати мувозинат баргаштани атомҳои ҳаяҷонангез муайян карда мешавад. Барои равшантар кардани тасвир ба шахс агентҳои контрасти экзогенӣ дода мешаванд. [5]

Ҷузъҳои асосии сканери MRI магнити асосӣ, ки намунаро қутб мекунад, ғалтаки ҷилавгирӣ барои ислоҳи тағирот дар якхелаи майдони асосии магнитӣ, системаи градиентӣ, ки барои локализатсияи минтақаи сканшуда истифода мешавад ва системаи РБ, ки намунаро ба ҳаяҷон меорад ва сигнали NMR-ро муайян мекунад. Тамоми системаро як ё якчанд компютер идора мекунад.

MRI майдони магнитиро талаб мекунад, ки ҳам қавӣ ва яксон то чанд қисм дар як миллион дар саросари ҳаҷми скан аст. Қувваи майдони магнит дар teslas чен карда мешавад - ва дар ҳоле ки аксарияти системаҳо дар 1,5 Т кор мекунанд, системаҳои тиҷоратӣ аз 0,2 то 7 Т дастрасанд. Аксари магнитҳои клиникӣ магнитҳои суперноқилӣ мебошанд, ки барои хеле сард нигоҳ доштани онҳо гелийи моеъ талаб мекунанд. Қувваҳои майдони поёниро бо магнитҳои доимӣ ба даст овардан мумкин аст, ки аксар вақт дар сканерҳои MRI "кушода" барои беморони клаустрофобӣ истифода мешаванд. [6] Қувваҳои поёнии майдони инчунин дар сканери сайёри MRI, ки аз ҷониби FDA дар соли 2020 тасдиқ шудааст, истифода мешаванд. [7] Ба наздикӣ, MRI инчунин дар майдонҳои ултра паст, яъне дар диапазони микротесла то миллитесла, ки кофӣ аст, нишон дода шудааст. Сифати сигнал тавассути пеш аз поляризатсия (бо тартиби 10-100 мТ) ва тавассути чен кардани майдонҳои пресессияи Лармор дар тақрибан 100 микротесла бо дастгоҳҳои интерференсияи квантӣ (SQUIDs) хеле ҳассос имконпазир мегардад. [8] [9] [10]

T1 ва T2 Таҳрир

Ҳар як бофта пас аз ҳаяҷон тавассути равандҳои мустақили релаксатсияи T1 (спин-тор, яъне магнитизатсия дар як самт бо майдони магнитии статикӣ) ва T2 (ресандшавии гардиш ба майдони магнитии статикӣ) ба ҳолати мувозинати худ бармегардад. Барои эҷод кардани тасвири T1 вазншуда, магнитизатсия иҷозат дода мешавад, ки пеш аз чен кардани сигнали MR тавассути тағир додани вақти такрорӣ (TR) барқарор шавад. Ин вазни тасвир барои арзёбии кортекси мағзи сар, муайян кардани бофтаи чарбу, тавсифи осеби фокусии ҷигар ва дар маҷмӯъ, гирифтани маълумоти морфологӣ, инчунин барои тасвири пас аз контраст муфид аст. Барои эҷод кардани тасвири T2 вазншуда, магнитизатсия пеш аз чен кардани сигнали MR тавассути тағир додани вақти аксуламал (TE) иҷозат дода мешавад. Ин вазнкашии тасвир барои муайян кардани варам ва илтиҳоб, ошкор кардани осеби моддаҳои сафед ва арзёбии анатомияи минтақавӣ дар ғадуди простата ва бачадон муфид аст.

Намоиши стандартии тасвирҳои MRI барои ифода кардани хусусиятҳои моеъ дар тасвирҳои сиёҳ ва сафед мебошад, ки дар он бофтаҳои гуногун ба таври зерин ба назар мерасанд:

    [11][12]
  • Хунравии сукутӣ [12][12]
  • Моеъи аз сафеда бой [12]
  • Хуни оҳиста равон [12] ё моддаҳои диамагнитӣ, ба монанди гадолиниум, марганец, мис[12][12]
  • Анатомия
  • Миқдори бештари об, [11], ба монанди варам, варам, инфаркти, илтиҳоб ва сироят[12] метгемоглобинро дар хунравии субакутӣ ҷойгир мекунад [12]
  • фарбеҳ
  • Патология
  • Устухон [11]
  • Пешоб
  • Ҳаво [11]
  • Миқдори зиёди об, [11] ба монанди варам, варам, инфаркти, илтиҳоб, сироят, хунравии шадид ё музмин[12]
  • Зичии пасти протон ба монанди калсификатсия[12]
    [11][11]
  • Зичии пасти протонҳо, ба монанди маводи калсификатсия ва фиброз[12], ба монанди дезоксигемоглобин, метгемоглобини дохили ҳуҷайра, оҳан, ферритин, гемосидерин, меланин[12]
  • Моеъи аз сафеда бой [12]

Истифодаи узв ё система Таҳрир

MRI дорои доираи васеи барномаҳо дар ташхиси тиббӣ мебошад ва дар саросари ҷаҳон зиёда аз 25,000 сканерҳо истифода мешаванд. [14] MRI ба ташхис ва табобат дар бисёр ихтисосҳо таъсир мерасонад, гарчанде ки таъсири он ба натиҷаҳои беҳтари саломатӣ дар баъзе ҳолатҳо баҳс мешавад. [15] [16]

MRI таҳқиқоти интихобшуда дар марҳилаи пеш аз ҷарроҳии саратони рӯдаи рост ва простата буда, дар ташхис, марҳила ва пайгирии варамҳои дигар, [17] ва инчунин барои муайян кардани минтақаҳои бофтаҳо барои намуна дар биобанкинг нақш дорад. [18] [19]

Edit Neuroimaging

MRI воситаи таҳқиқи интихоби саратони асабӣ дар болои КТ мебошад, зеро он визуализатсияи беҳтари фоссаи паси косахонаи сарро, ки дорои пояи мағзи сар ва мағзи сар аст, пешниҳод мекунад. Тафовуте, ки байни материяи хокистарӣ ва сафед мавҷуд аст, MRI-ро барои бисёр шароитҳои системаи марказии асаб, аз ҷумла бемориҳои демиелинизатсия, деменция, бемориҳои мағзи сар, бемориҳои сироятӣ, бемории Алтсгеймер ва эпилепсия беҳтарин интихоб мекунад. [20] [21] [22] Азбаски бисёре аз тасвирҳо миллисонияҳо ҷудо карда мешаванд, он нишон медиҳад, ки майна ба ангезаҳои гуногун чӣ гуна вокуниш нишон медиҳад ва ба тадқиқотчиён имкон медиҳад, ки нуқсонҳои функсионалӣ ва сохтории майнаро дар ихтилоли равонӣ омӯзанд. [23] MRI инчунин дар ҷарроҳии стереотактикии роҳнамо ва ҷарроҳии радиоҷарроҳӣ барои табобати варамҳои дохили косахонаи сар, нуқсонҳои артериовенозӣ ва дигар шароитҳои ҷарроҳии табобатшаванда бо истифода аз дастгоҳе, ки бо номи N-localizer маъруф аст, истифода мешавад. [24] [25] [26]

Таҳрири дилу рагҳо

MRI дил ба усулҳои дигари тасвирӣ, аз қабили эхокардиография, КТ дил ва тибби ҳастаӣ илова мекунад. Он метавонад барои арзёбии сохтор ва фаъолияти дил истифода шавад. [27] Барномаҳои он арзёбии ишемияи миокард ва қобили ҳаёт, кардиомиопатияҳо, миокардит, изофабори оҳан, бемориҳои рагҳо ва бемориҳои модарзодии дилро дар бар мегиранд. [28]

Таҳрири мушакҳо

Барномаҳо дар системаи устухонҳои устухонӣ тасвири сутунмӯҳра, арзёбии бемориҳои муштарак ва варамҳои бофтаҳои нармро дар бар мегиранд. [29] Инчунин, усулҳои MRI метавонанд барои ташхиси ташхиси бемориҳои системавии мушакҳо истифода шаванд. [30]

Ҷигар ва меъдаву рӯда таҳрир

Гепатобилиар MR барои ошкор ва тавсифи осеби ҷигар, гадуди зери меъда ва роҳҳои сафро истифода мешавад. Ихтилоли фокусӣ ё паҳншудаи ҷигарро метавон бо истифода аз тасвири барангезандаи диффузия, марҳилаи муқобил ва пайдарпаии баланд бардоштани контрасти динамикӣ арзёбӣ кард. Дар MRI ҷигар агентҳои контрасти берун аз ҳуҷайра ба таври васеъ истифода мешаванд ва агентҳои нави контрасти гепатобилиарӣ инчунин имкон медиҳанд, ки тасвири функсионалии сафроро анҷом диҳанд. Тамошои анатомии рагҳои сафро тавассути истифодаи пайдарпаии вазнини T2 дар холангиопанкреатографияи магнитии резонанси (MRCP) ба даст оварда мешавад. Тамошои функсионалии гадуди зери меъда пас аз ворид кардани секретин анҷом дода мешавад. Энтерографияи MR баҳодиҳии ғайриинвазивии бемории илтиҳобии рӯда ва варамҳои рӯдаи хурдро таъмин мекунад. MR-колонография метавонад дар ошкор кардани полипҳои калон дар беморони гирифтори хатари саратони рӯдаи рӯда нақш бозад. [31] [32] [33] [34]

Таҳрири ангиография

Ангиографияи резонанси магнитӣ (MRA) тасвирҳои рагҳоро тавлид мекунад, то онҳоро барои стеноз (тангшавии ғайримуқаррарӣ) ё аневризмҳо (васеъшавии девори рагҳо, бо хатари шикастан) арзёбӣ кунад. MRA аксар вақт барои арзёбии рагҳои гардан ва мағзи сар, аортаи сина ва шикам, рагҳои гурда ва пойҳо (бо номи "давра") истифода мешавад. Барои тавлиди тасвирҳо усулҳои гуногунро истифода бурдан мумкин аст, ба монанди маъмурияти агенти контрасти парамагнитӣ (гадолиниум) ё бо истифода аз усуле, ки бо номи "такмилдиҳии марбут ба ҷараён" маълум аст (масалан, пайдарпаии вақти парвози 2D ва 3D), ки дар он ҷо бештари сигнал дар тасвир аз хунест, ки ба наздикӣ ба он ҳавопаймо кӯчонида шудааст (ниг. FLASH MRI). [35]

Усулҳое, ки ҷамъшавии фазаро дар бар мегиранд (бо номи ангиографияи контрасти фазавӣ маълум аст) инчунин метавонанд барои эҷоди харитаҳои суръати ҷараёни ба осонӣ ва дақиқ истифода шаванд. Венографияи резонанси магнитӣ (MRV) як тартиби шабеҳест, ки барои тасвири рагҳо истифода мешавад. Дар ин усул, бофта ҳоло ба таври паст ҳаяҷонбахш мешавад, дар ҳоле ки сигнал дар ҳамворие, ки аз ҳавопаймои ҳаяҷонбахш дарҳол болотар аст, ҷамъ карда мешавад - ҳамин тавр хуни венаро, ки ба наздикӣ аз ҳамвории ҳаяҷонангез ҳаракат кардааст, тасвир мекунад. [36]

Агентҳои контраст Таҳрир

MRI барои тасвири сохторҳои анатомӣ ё ҷараёни хун ба агентҳои контраст ниёз надорад, зеро хосиятҳои гуногуни бофтаҳо ё хун контрастҳои табииро таъмин мекунанд. Бо вуҷуди ин, барои намудҳои мушаххаси тасвирҳо, агентҳои контрасти экзогенӣ метавонанд ба дохили варид, даҳонӣ ё дохили буғум ворид карда шаванд. [5] Агентҳои контрасти дохиливарзии маъмултарин ба хелатҳои гадолиниум асос ёфтаанд. [37] Умуман, ин агентҳо нисбат ба агентҳои контрасти йоддор, ки дар рентгенография ё КТ истифода мешаванд, бехатартар мебошанд. Реаксияҳои анафилактоидӣ кам ба назар мерасанд, ки тақрибан ба амал меоянд. 0,03-0,1%. [38] Дар муқоиса бо доруҳои йоддор дар вояи муқаррарӣ сатҳи пасти нефротоксикӣ таваҷҷӯҳи хоса дорад - ин барои беморони нуқсони гурда, ки дар акси ҳол наметавонанд контрастро гузаронанд, сканеркунии MRI-и контрастро интихоб кардааст. такмилёфтаи КТ. [39]

Реагентҳои контрасти бар гадолиниум маъмулан комплексҳои октадентавии гадолиниум (III) мебошанд. Маҷмӯа хеле устувор аст (log K > 20), то ки ҳангоми истифода консентратсияи ионҳои мураккаби Gd 3+ бояд аз ҳадди заҳролудшавӣ камтар бошад. Ҷои 9-умро дар соҳаи координатсияи ионҳои металлӣ як молекулаи об ишғол мекунад, ки дар муҳити наздики молекулаи реагент бо молекулаҳои об зуд мубодила мешавад ва ба вақти истироҳати резонанси магнитӣ таъсир мерасонад. [40] Барои тафсилот ба агенти контрасти MRI нигаред.

Дар моҳи декабри соли 2017, Идораи озуқа ва маводи мухаддир (FDA) дар Иёлоти Муттаҳида дар як хабари бехатарии маводи мухаддир эълон кард, ки огоҳиҳои нав бояд ба ҳама агентҳои контрасти гадолиниум (GBCAs) дохил карда шаванд. FDA инчунин даъват кард, ки таълими беморон зиёд карда шавад ва аз фурӯшандагони контрасти гадолиниум талаб кунад, ки барои арзёбии бехатарии ин агентҳо таҳқиқоти иловагии ҳайвонот ва клиникӣ гузаронанд. [41] Гарчанде ки агентҳои гадолиниум барои беморони норасоии гурда муфиданд, дар беморони гирифтори норасоии шадиди гурда, ки ба диализ ниёз доранд, хатари бемории нодир, вале вазнин, фибрози системавии нефрогенӣ вуҷуд дорад, ки метавонад бо истифодаи баъзе доруҳои дорои гадолиниум алоқаманд бошад. агентхо. Аз ҳама бештар алоқаманд гадодиамид аст, аммо агентҳои дигар низ бо ҳам алоқаманданд. [42] Гарчанде ки робитаи сабабӣ ба таври қатъӣ муқаррар карда нашудааст, дастурҳои ҷорӣ дар Иёлоти Муттаҳида ин аст, ки беморони диализ бояд танҳо дар ҳолатҳои зарурӣ агентҳои гадолиниум гиранд ва диализ бояд ҳарчи зудтар пас аз скан барои хориҷ кардани агент аз бадан анҷом дода шавад. зуд. [43] [44]

Дар Аврупо, ки дар он бештари агентҳои дорои гадолиниум мавҷуданд, таснифоти агентҳо аз рӯи хатарҳои эҳтимолӣ бароварда шудааст. [45] [46] Дар соли 2008, агенти нави контраст бо номи гадоксетат, бренди Eovist (ИМА) ё Примовист (ИА) барои истифодаи ташхис тасдиқ карда шуд: Ин манфиати назариявии роҳи ихроҷи дугона дорад. [47]

Таҳрири пайдарпайҳо

пайдарпаии MRI як танзимоти махсуси импулсҳо ва градиентҳои радиобасомад аст, ки дар натиҷа намуди муайяни тасвир ба вуҷуд меояд. [48] ​​Вазни T1 ва T2 инчунин метавонад ҳамчун пайдарпаии MRI тавсиф карда шавад.

Ҷадвали умумӣ

  • Сигнали паст барои миқдори бештари об, [49] ба монанди варам, варам, инфаркт, илтиҳоб, сироят, хунравии шадид ё музмин. [50]
  • Сигнали баланд барои фарбеҳ[49][50]
  • Сигнали баланд барои моддаҳои парамагнитӣ, ба монанди агентҳои контрасти MRI[50]

Бунёди стандартӣ ва муқоисаи дигар пайдарпайҳо

  • Сигнали баландтар барои миқдори зиёди об [49]
  • Low signal for fat [49] − Note that this only applies to standard Spin Echo (SE) sequences and not the more modern Fast Spin Echo (FSE) sequence (also referred to as Turbo Spin Echo, TSE), which is the most commonly used technique today. In FSE/TSE, fat will have a high signal. [51]
  • Low signal for paramagnetic substances [50]

Standard foundation and comparison for other sequences

  • High signal from meniscus tears. [54] (pictured)
  • Evaluating white matter deformation by tumors [65]
  • Reduced fractional anisotropy may indicate dementia. [66]

Other specialized configurations Edit

Спектроскопияи резонанси магнитӣ Таҳрир

Magnetic resonance spectroscopy (MRS) is used to measure the levels of different metabolites in body tissues, which can be achieved through a variety of single voxel or imaging-based techniques. [77] The MR signal produces a spectrum of resonances that corresponds to different molecular arrangements of the isotope being "excited". This signature is used to diagnose certain metabolic disorders, especially those affecting the brain, [78] and to provide information on tumor metabolism. [79]

Magnetic resonance spectroscopic imaging (MRSI) combines both spectroscopic and imaging methods to produce spatially localized spectra from within the sample or patient. The spatial resolution is much lower (limited by the available SNR), but the spectra in each voxel contains information about many metabolites. Because the available signal is used to encode spatial and spectral information, MRSI requires high SNR achievable only at higher field strengths (3 T and above). [80] The high procurement and maintenance costs of MRI with extremely high field strengths [81] inhibit their popularity. However, recent compressed sensing-based software algorithms (масалан., SAMV [82] ) have been proposed to achieve super-resolution without requiring such high field strengths.

Real-time MRI Edit

Real-time MRI refers to the continuous imaging of moving objects (such as the heart) in real time. One of the many different strategies developed since the early 2000s is based on radial FLASH MRI, and iterative reconstruction. This gives a temporal resolution of 20–30 ms for images with an in-plane resolution of 1.5–2.0 mm. [83] Balanced steady-state free precession (bSSFP) imaging has a better image contrast between the blood pool and myocardium than the FLASH MRI, yet it will produce severe banding artifact when the B0 inhomogeneity is strong. Real-time MRI is likely to add important information on diseases of the heart and the joints, and in many cases may make MRI examinations easier and more comfortable for patients, especially for the patients who cannot hold their breathings or who have arrhythmia. [84]

Interventional MRI Edit

The lack of harmful effects on the patient and the operator make MRI well-suited for interventional radiology, where the images produced by an MRI scanner guide minimally invasive procedures. Such procedures use no ferromagnetic instruments. [85]

A specialized growing subset of interventional MRI is intraoperative MRI, in which an MRI is used in surgery. Some specialized MRI systems allow imaging concurrent with the surgical procedure. More typically, the surgical procedure is temporarily interrupted so that MRI can assess the success of the procedure or guide subsequent surgical work. [86]

Magnetic resonance guided focused ultrasound Edit

In guided therapy, high-intensity focused ultrasound (HIFU) beams are focused on a tissue, that are controlled using MR thermal imaging. Due to the high energy at the focus, the temperature rises to above 65 °C (150 °F) which completely destroys the tissue. This technology can achieve precise ablation of diseased tissue. MR imaging provides a three-dimensional view of the target tissue, allowing for the precise focusing of ultrasound energy. The MR imaging provides quantitative, real-time, thermal images of the treated area. This allows the physician to ensure that the temperature generated during each cycle of ultrasound energy is sufficient to cause thermal ablation within the desired tissue and if not, to adapt the parameters to ensure effective treatment. [87]

Multinuclear imaging Edit

Hydrogen has the most frequently imaged nucleus in MRI because it is present in biological tissues in great abundance, and because its high gyromagnetic ratio gives a strong signal. However, any nucleus with a net nuclear spin could potentially be imaged with MRI. Such nuclei include helium-3, lithium-7, carbon-13, fluorine-19, oxygen-17, sodium-23, phosphorus-31 and xenon-129. 23 Na and 31 P are naturally abundant in the body, so they can be imaged directly. Gaseous isotopes such as 3 He or 129 Xe must be hyperpolarized and then inhaled as their nuclear density is too low to yield a useful signal under normal conditions. 17 O and 19 F can be administered in sufficient quantities in liquid form (e.g. 17 O-water) that hyperpolarization is not a necessity. [88] Using helium or xenon has the advantage of reduced background noise, and therefore increased contrast for the image itself, because these elements are not normally present in biological tissues. [89]

Moreover, the nucleus of any atom that has a net nuclear spin and that is bonded to a hydrogen atom could potentially be imaged via heteronuclear magnetization transfer MRI that would image the high-gyromagnetic-ratio hydrogen nucleus instead of the low-gyromagnetic-ratio nucleus that is bonded to the hydrogen atom. [90] In principle, hetereonuclear magnetization transfer MRI could be used to detect the presence or absence of specific chemical bonds. [91] [92]

Multinuclear imaging is primarily a research technique at present. However, potential applications include functional imaging and imaging of organs poorly seen on 1 H MRI (e.g., lungs and bones) or as alternative contrast agents. Inhaled hyperpolarized 3 He can be used to image the distribution of air spaces within the lungs. Injectable solutions containing 13 C or stabilized bubbles of hyperpolarized 129 Xe have been studied as contrast agents for angiography and perfusion imaging. 31 P can potentially provide information on bone density and structure, as well as functional imaging of the brain. Multinuclear imaging holds the potential to chart the distribution of lithium in the human brain, this element finding use as an important drug for those with conditions such as bipolar disorder. [93]

Molecular imaging by MRI Edit

MRI has the advantages of having very high spatial resolution and is very adept at morphological imaging and functional imaging. MRI does have several disadvantages though. First, MRI has a sensitivity of around 10 −3 mol/L to 10 −5 mol/L, which, compared to other types of imaging, can be very limiting. This problem stems from the fact that the population difference between the nuclear spin states is very small at room temperature. For example, at 1.5 teslas, a typical field strength for clinical MRI, the difference between high and low energy states is approximately 9 molecules per 2 million. Improvements to increase MR sensitivity include increasing magnetic field strength and hyperpolarization via optical pumping or dynamic nuclear polarization. There are also a variety of signal amplification schemes based on chemical exchange that increase sensitivity. [94]

To achieve molecular imaging of disease biomarkers using MRI, targeted MRI contrast agents with high specificity and high relaxivity (sensitivity) are required. To date, many studies have been devoted to developing targeted-MRI contrast agents to achieve molecular imaging by MRI. Commonly, peptides, antibodies, or small ligands, and small protein domains, such as HER-2 affibodies, have been applied to achieve targeting. To enhance the sensitivity of the contrast agents, these targeting moieties are usually linked to high payload MRI contrast agents or MRI contrast agents with high relaxivities. [95] A new class of gene targeting MR contrast agents has been introduced to show gene action of unique mRNA and gene transcription factor proteins. [96] [97] These new contrast agents can trace cells with unique mRNA, microRNA and virus tissue response to inflammation in living brains. [98] The MR reports change in gene expression with positive correlation to TaqMan analysis, optical and electron microscopy. [99]

Parallel MRI Edit

It takes time to gather MRI data using sequential applications of magnetic field gradients. Even for the most streamlined of MRI sequences, there are physical and physiologic limits to the rate of gradient switching. Parallel MRI circumvents these limits by gathering some portion of the data simultaneously, rather than in a traditional sequential fashion. This is accomplished using arrays of radiofrequency (RF) detector coils, each with a different ‘view’ of the body. A reduced set of gradient steps is applied, and the remaining spatial information is filled in by combining signals from various coils, based on their known spatial sensitivity patterns. The resulting acceleration is limited by the number of coils and by the signal to noise ratio (which decreases with increasing acceleration), but two- to four-fold accelerations may commonly be achieved with suitable coil array configurations, and substantially higher accelerations have been demonstrated with specialized coil arrays. Parallel MRI may be used with most MRI sequences.

After a number of early suggestions for using arrays of detectors to accelerate imaging went largely unremarked in the MRI field, parallel imaging saw widespread development and application following the introduction of the SiMultaneous Acquisition of Spatial Harmonics (SMASH) technique in 1996-7. [100] The SENSitivity Encoding (SENSE) [101] and Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions (GRAPPA) [102] techniques are the parallel imaging methods in most common use today. The advent of parallel MRI resulted in extensive research and development in image reconstruction and RF coil design, as well as in a rapid expansion of the number of receiver channels available on commercial MR systems. Parallel MRI is now used routinely for MRI examinations in a wide range of body areas and clinical or research applications.

MRI is in general a safe technique, although injuries may occur as a result of failed safety procedures or human error. [103] Contraindications to MRI include most cochlear implants and cardiac pacemakers, shrapnel, and metallic foreign bodies in the eyes. Magnetic resonance imaging in pregnancy appears to be safe at least during the second and third trimesters if done without contrast agents. [104] Since MRI does not use any ionizing radiation, its use is generally favored in preference to CT when either modality could yield the same information. [105] Some patients experience claustrophobia and may require sedation. [106] Amplitude and rapid switching of gradient coils during image acquisition may cause peripheral nerve stimulation. [107]

MRI uses powerful magnets and can therefore cause magnetic materials to move at great speeds posing a projectile risk, and may cause fatal accidents. [108] However, as millions of MRIs are performed globally each year, [109] fatalities are extremely rare. [110]

Overuse Edit

Medical societies issue guidelines for when physicians should use MRI on patients and recommend against overuse. MRI can detect health problems or confirm a diagnosis, but medical societies often recommend that MRI not be the first procedure for creating a plan to diagnose or manage a patient's complaint. A common case is to use MRI to seek a cause of low back pain the American College of Physicians, for example, recommends against this procedure as unlikely to result in a positive outcome for the patient. [15] [16]

An MRI artifact is a visual artifact, that is, an anomaly during visual representation. Many different artifacts can occur during magnetic resonance imaging (MRI), some affecting the diagnostic quality, while others may be confused with pathology. Artifacts can be classified as patient-related, signal processing-dependent and hardware (machine)-related. [111]

MRI is used industrially mainly for routine analysis of chemicals. The nuclear magnetic resonance technique is also used, for example, to measure the ratio between water and fat in foods, monitoring of flow of corrosive fluids in pipes, or to study molecular structures such as catalysts. [112]

Being non-invasive and non-damaging, MRI can be used to study the anatomy of plants, their water transportation processes and water balance. [113] It is also applied to veterinary radiology for diagnostic purposes. Outside this, its use in zoology is limited due to the high cost but it can be used on many species. [114]

In palaeontology it is used to examine the structure of fossils. [115]

Forensic imaging provides graphic documentation of an autopsy, which manual autopsy does not. CT scanning provides quick whole-body imaging of skeletal and parenchymal alterations, whereas MRI imaging gives better representation of soft tissue pathology. [116] But MRI is more expensive, and more time-consuming to utilize. [116] Moreover, the quality of MR imaging deteriorates below 10 °C. [117]

In 1971 at Stony Brook University, Paul Lauterbur applied magnetic field gradients in all three dimensions and a back-projection technique to create NMR images. He published the first images of two tubes of water in 1973 in the journal Табиат, followed by the picture of a living animal, a clam, and in 1974 by the image of the thoracic cavity of a mouse. Lauterbur called his imaging method zeugmatography, a term which was replaced by (N)MR imaging. [118] In the late 1970s, physicists Peter Mansfield and Paul Lauterbur developed MRI-related techniques, like the echo-planar imaging (EPI) technique. [119]

Advances in semiconductor technology were crucial to the development of practical MRI, which requires a large amount of computational power. This was made possible by the rapidly increasing number of transistors on a single integrated circuit chip. [120] Mansfield and Lauterbur were awarded the 2003 Nobel Prize in Physiology or Medicine for their "discoveries concerning magnetic resonance imaging". [121]


How computational biology is shaping the future of health and privacy

Santiago Lombeyda, a computational scientist with Caltech’s Center for Data Driven Discovery, created this illustration. In this visualization of data points from a large single-cell study, each dot represents a single cell, which consists of 20,000 independent gene expression measurements, that were then mathematically mapped into a 3-D space. Caltech senior research scientist Sisi Chen provided the data and analysis.

By Lori Dajose

The study of living things is undergoing a revolution.

In the past few decades, cutting-edge biological tools have enabled the rapid collection of unprecedented amounts of data. Biologists and bioengineers have amassed countless terabytes of high-resolution videos of microscopic cells as they wiggle and grow and interact sequenced millions of genomes, from Escherichia coli to mice to humans and tweaked bacterial DNA to reengineer life. Within these vast data sets lie answers to fundamental questions of biology: What are the molecular rules that control development? How are stem cells “wired?” How many different types of cells make up the human brain? Can failures of single cells cause disease?

But manual analysis of all this information is virtually impossible. Fortunately, the fields of computer science and artificial intelligence are undergoing their own rapid development. These tools as applied to the biological sciences have given rise to the field of computational biology.

Lior Pachter (BS ’94), Matt Thomson, ва David Van Valen (PhD ’11) all recently joined Caltech’s faculty as part of an Institute initiative to focus attention on computational biology. Калтех magazine sat down with them to discuss the ongoing biological data explosion and its harmonious relationship with computational tools as well as how these intersecting revolutions will change the future of privacy, ethics, and what it means to be human.

What does it mean to study biology? What are the goals and challenges?

Matt Thomson: Doing biology is not only about measuring and observing. It’s about actually changing and perturbing the biological systems, making predictions and models, tweaking them based on your observations and doing it all over again.

From left: Matt Thomson, David Van Valen, and Lior Pachter.

To give an analogy, let’s say you throw a ball up in the air. If you know parameters like the ball’s mass, the acceleration due to gravity, its initial velocity, and so on, you can accurately predict where the ball will land after a certain amount of time. We want to predict how biological systems will evolve, but it’s difficult because there are so many parameters.

David Van Valen: The first set of parameters you think of are genes. For example, a simple Escherichia coli bacterium has 3,000 to 4,000 genes. What does each gene do? How do they interact? Imagine understanding an airplane and all of its component pieces . an organism is at least 10 times harder.

Lior Pachter: In the past, some may have imagined that it was simple, that one gene encodes for, say, hair color, and another makes you happy or sad. It appears that biology doesn’t work like that. It’s a very complicated interwoven network of objects that interact in very complicated ways.

MT: Дуруст. Living things are dynamic and heterogeneous, changing and evolving through time and space. Various genes can be expressed at different levels throughout an organism’s lifetime.

DVV: You might think that you could just sort of take averages and glean insights that way, but you can’t. You can’t take a lung and blend it up and sequence all that matter and then understand a lung, because there are different types of cells (epithelial cells, endothelial cells, and so on) in different locations working with one another. We need techniques that can respect these heterogeneous differences in order to understand whole organisms.

But biology is really exciting right now, because for the first time, we’re having solutions come up for all of these challenges. Simultaneously.

Can you talk about some of the new technologies that are impacting biology?

MT: In just the past decade, exciting and powerful technologies are emerging, like CRISPR-Cas9, the technique that allows us to edit genomes. The first full human genome was sequenced in 2003, after 13 years of work. Now, in 2019, sequencing all 20,000 genes in the entire human genome takes only a day or two, if not less.

To understand complex biological systems, it is important to know how cells interact with and influence their neighbors. For example, a healthy cell located directly next to a cancerous cell will receive different chemical signals and behave differently than a cell elsewhere in the body. A newly developed technique from the laboratory of Long Cai colorfully illuminates every mRNA in every cell within a tissue sample with “super-resolution.” The technique can be applied to study everything from embryos to cancers. Photo: Long Cai Lab

LP: Matt and I work on developing techniques to identify all of the RNA molecules in individual cells within a sample of tissue. Knowing which RNA are present in a given cell can tell you which genes are activated and, therefore, what the cell is trying to do. The basic way RNA sequencing works is to flow cells, one by one, through a narrow pipeline and encapsulate each cell in its own water droplet. Within the droplet, the cell is broken open and all of the messenger RNA molecules inside are tagged with a barcode unique to that particular droplet. Then we gather up all of the messenger RNA from all of the cells and sequence it in one big batch. The barcoding enables us to know which genes came from which cells.

MT: We can profile 100,000 cells in a day and a whole mouse embryo in less than a week. Our colleague Long Cai is aiming to be able to profile 1 million cells in a day.

DVV: Genomic assays give us a sense of the composition of living systems in a way that we can respect their large “parts list.” For understanding how things vary in space and time, we have imaging technologies. Our microscopes are now so good that we can look at whole tissues, we can look at single cells, we can look at single molecules. These technologies are starting to talk to one another, too. We basically repurpose machine-learning algorithms to identify individual cells, so that lets us look at things in a way that respects the important differences in datasets that have mixed information. These tools really are going to empower researchers to carry out a new generation of experiments.

In the 1960s, Gordon Moore (PhD ’54) predicted that computational power would double every two years, which has turned out to be quite accurate. Is there a kind of Moore’s law-like prediction for biology?

MT: Oh, it’s actually super-Moore’s law. It’s faster.

LP: We’ve seen that in basically any given biological technology. I don’t think there has been, in history, technological progression at this speed ever. Not even in computers.

MT: Three years ago, a particular experiment to perturb a biological system and measure responses would require a massive national consortium of scientists, like 200 people, to collect and analyze data over years. Now, our lab can do these sorts of things in a week or so. We need automated and efficient ways to analyze all this data, and that’s where machine learning comes in.

What exactly аст machine learning?

LP: Machine learning is the process of using computational tools to predict and learn from data. These tools can be used in a variety of ways, from combing through telescope data to find planets outside our solar system to teaching a computer how to recognize moving objects in order to drive a car.

DVV: You can give a computer some example data sets and teach it how to look for insights. Then, once it has “learned,” you can give it a totally new data set to analyze. It’s a kind of artificial intelligence, and it has broad applications.

LP: Some of it even got its start here at Caltech, when researchers in the 1980s were inspired by neuroscience to develop computational methods for data analysis called neural networks.

MT: Many of us biologists are now working with Caltech’s AI4science Initiative, which brings together computer scientists and other researchers to use computing tools to get insights from our data. Machine-learning algorithms can be used for problems ranging from detecting fake news to classifying genetic sequences.

What kinds of things can we discover by applying machine-learning tools to biological data sets?

How do plants grow? How do plant cells decide to be part of a flower or a stem? What genes do they express? In the laboratory of Elliot Meyerowitz, these questions are answered using machine-learning image- analysis tools to learn from detailed images and videos of plant growth and gene expression. Photo: Nathanaël Prunet

DVV: Image analysis is a big area where machine learning can help. In my lab, we work on repurposing machine-learning algorithms, like the ones used to do computer vision for self-driving cars or that Facebook uses to recognize and locate people in pictures. We refashion them to analyze imaging data from microscopes and make these tools available so that biologists everywhere can use them. For example, a pathologist can use these techniques to look at breast cancer cells and learn about the interactions between immune cells and cancer cells.

MT: We use machine learning to look at really high-dimensional data sets, including genomes and single-cell sequencing data. It can reveal relationships between networks of genes, such as which genes are controlling the expression of other genes in a network. This way we can find the “master genes” that control processes like brain development or that control the development of T cells in the immune system.

LP: The possibilities for what we can learn from all of this biological data are both exciting and sobering. I think we’re really not that far from the unimaginable: changing who we are by changing our biology. What does it mean to be you? There are very profound fundamental changes and possible biomedical technology changes that are going to blow us away. It’s going to come very fast.

DVV: Society is not prepared for it.

LP: Society is completely unprepared for it!

DVV: These technological developments will drastically reshape what the world looks like, but many of the people who are going to be affected by these tools are not aware of what’s happening. There are questions about the medical industrial complex and healthcare system: Should we do basic genetic manipulations on embryos to get rid of disease-causing mutations? How about manipulations to determine eye color, height, skin color? We have to be having deep conversations, as a society, about what we actually want. How do we use these tools to create a just society?

LP: There is a law in the United States that prevents healthcare discrimination on the basis of genetics. But what about other kinds of discrimination? Can a university ask for a prospective student’s genome and take genetics into consideration?

So, not only are computer science and biology meeting but philosophy and ethics are becoming part of the conversation as well.

How do certain immune cells, called T cells, develop? How do they interact? What genes do they express, and when? Machine-learning image analysis enables researchers in the laboratory of Ellen Rothenberg to analyze T cell development and gene expression in real time. Photo: Center for Advanced Methods in Biological Imaging Analysis (CAMBIA) at Caltech. T cell image acquired by Mary Yui

LP: Бале. Here’s one example. Private companies are offering to sequence anybody’s genome because we have the ability to do that now. But the companies can collect this data, and we need to be having a conversation about the extent to which the data should or should not be private. Who can have access to it? It’s complicated and subtle: if somebody makes their own data public, then they are implicitly releasing information about their relatives without their consent.

The genome is actually the most trivial thing that you can measure on a person these days. What if you could take a sample of someone’s tissue and figure out aspects of their current state of health and well-being? This would be revolutionary in fighting diseases but also makes it very easy to get deeply personal information about a person.

MT: In parallel, there are all the internet companies that are figuring out your preferences and ideologies based on your search history, your social media friends, the things you post. Tons of data about your personality. Just imagine combining that with genetic data about you as a person. … You could get a full picture of society. Just imagine how advertisers could use this information. Right now, a vast majority of this information is in the hands of private companies.

DVV: Well, this got dark.

LP: On a more positive note, these hypothetical scenarios that we are imagining, the reason we’re bringing this up is because we are all aware of how crazily exciting the development is in our field. It’s just moving so fast. These are not conversations that are framed in some science fiction world, they’re very real. There is so much data and information that has been collected already, and there is a lot to learn from it. I think we are very privileged to come to Caltech and do this now.

DVV: It’s one of the unique things that makes Caltech so exciting. We get students who are fascinated by the biological questions but also have the quantitative backgrounds that are now necessary for doing this type of work.

Lior Pachter (BS ’94)is a Bren Professor of Computational Biology and Computing and Mathematical Sciences, as well as an affiliated faculty member of the Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience at Caltech.

Matt Thomsonis an assistant professor of computational biology and Heritage Medical Research Institute Investigator, as well as an affiliated faculty member of the Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience at Caltech.

David Van Valen (PhD ’11)is an assistant professor of biology and biological engineering.

Long Caiis a professor of biology and biological engineering, as well as an affiliated faculty member of the Tianqiao and Chrissy Chen Institute for Neuroscience at Caltech.

Elliot Meyerowitzis the George W. Beadle Professor of Biology and a Howard Hughes Medical Institute Investigator.

Ellen Rothenbergis the Albert Billings Ruddock Professor of Biology.


The list of medical courses without NEET doesn’t end just at Pharmacy as you could also consider pursuing Life Sciences after 12th class. Life Sciences offers multiple ranges of subjects like Biology, Botany, Zoology, Physiology, Biotechnology, Ecology, Genetic Engineering, and the list is dynamically expanding. Therefore, there are plenty of courses available in biology after 12th except MBBS and students can explore more in the field of Life Sciences.

Clinical Research is a branch of healthcare sciences that determines the safety and effectiveness of medications, medical devices, diagnosis, diagnostic product,s and treatment methods used for humans. Students who need to know about the options available in medical courses without NEET can think of a career in Clinical Research.

Clinical Research Scientists are involved in the following types of activities:

  1. Bio-availability management
  2. Site management
  3. Bioequivalence studies
  4. Developing trial protocol
  5. Phase II-IV trials Trial Monitoring
  6. Data management
  7. Central laboratories
  8. Biotech, chemistry, and biology
  9. Bio-IT solutions
  10. CR training

Analysis of human C1q by combined bottom-up and top-down mass spectrometry: detailed mapping of post-translational modifications and insights into the C1r/C1s binding sites

C1q is a subunit of the C1 complex, a key player in innate immunity that triggers activation of the classical complement pathway. Featuring a unique structural organization and comprising a collagen-like domain with a high level of post-translational modifications, C1q represents a challenging protein assembly for structural biology. We report for the first time a comprehensive proteomics study of C1q combining bottom-up and top-down analyses. C1q was submitted to proteolytic digestion by a combination of collagenase and trypsin for bottom-up analyses. In addition to classical LC-MS/MS analyses, which provided reliable identification of hydroxylated proline and lysine residues, sugar loss-triggered MS(3) scans were acquired on an LTQ-Orbitrap (Linear Quadrupole Ion Trap-Orbitrap) instrument to strengthen the localization of glucosyl-galactosyl disaccharide moieties on hydroxylysine residues. Top-down analyses performed on the same instrument allowed high accuracy and high resolution mass measurements of the intact full-length C1q polypeptide chains and the iterative fragmentation of the proteins in the MS(n) mode. This study illustrates the usefulness of combining the two complementary analytical approaches to obtain a detailed characterization of the post-translational modification pattern of the collagen-like domain of C1q and highlights the structural heterogeneity of individual molecules. Most importantly, three lysine residues of the collagen-like domain, namely Lys(59) (A chain), Lys(61) (B chain), and Lys(58) (C chain), were unambiguously shown to be completely unmodified. These lysine residues are located about halfway along the collagen-like fibers. They are thus fully available and in an appropriate position to interact with the C1r and C1s protease partners of C1q and are therefore likely to play an essential role in C1 assembly.


CT scans offer new view of Lake Malawi cichlid specimens

This illustration shows the variation in body morphology in cichlid fishes in Lake Malawi. The body of water in Southern Africa, home to between 800 and 1,000 species of the colorful fish often seen in aquariums in the U.S. is huge and deep, holding 7% of the world's available freshwater. However, 10% of its cichlid species are believed to be endangered by overfishing for food. Credit: Jay Stauffer Jr./Penn State

CT scanning—which combines a series of X-ray images taken from different angles around an organism and uses computer processing to create cross-sectional images of its bones, is providing new insight into an old initiative to characterize fishes in Africa's Lake Malawi.

The process, demonstrated in a new study using the high-resolution X-ray computer system in Penn State's Center for Quantitative X-Ray Imaging, is important because it will lead to the identification and management of more of the fish species in Africa's second largest lake, according to lead researcher Jay Stauffer Jr., distinguished professor of ichthyology in the College of Agricultural Sciences.

"Before they can effectively manage fish populations, they have to know what is there," he said.

Regarded by scientists as the most vibrant and diverse body of water in the world, Lake Malawi is home to between 800 and 1,000 species of colorful fish called cichlids however, the lake is overfished by humans for food. As a result, about 10% of those species are believed to be endangered.

Located between Malawi, Tanzania and Mozambique, Lake Malawi is immense. It covers an area of more than 11,000 square miles and holds 7% of the world's available surface freshwater—by comparison, appreciably more than Lake Erie.

"About half the species in the lake still haven't been described," said Stauffer, who has characterized, or discovered, more than 60 cichlid species himself. Since 1983, he has visited Lake Malawi for extended periods annually, collecting cichlid specimens while scuba diving.

After preservation, those specimens have been housed in the Penn State Fish Museum at Rock Springs, and approximately 35,000 are scheduled to be transferred to the National Research Institute of South Africa this year after COVID-19 restrictions are lifted. In the recent study, Stauffer and colleagues performed CT scans on selected specimens in the collection.

High-resolution CT scans and photographs of herbivorous cichlids, with key characters emphasized by arrows, such as strong jaws, small close-set teeth, straight-line mouth, deeply set teeth, comb-like triple crown teeth and widely spaced conical teeth. Credit: Jay Stauffer Jr., Penn State

The entire head of each fish was scanned, and the researchers focused on the "morphology"—analyzing the shape and profiles of the skulls and the structure and arrangement of teeth on the pharyngeal jaws and the oral jaws. This helps to determine a species' specialization to capitalize on certain food sources and to compete with other species.

"We chose species to scan that we knew had different feeding repertoires, and then we wanted to compare their head morphology with their species' feeding specializations to determine the relationships between morphology and behaviors," Stauffer said. "The purpose of this research was to show how observed behavioral traits of shallow-water species can be linked with morphological attributes using data collected from selected cichlids. Such associations can be used to predict behavior of deep-water or rare species, based on head morphology."

Дар бозёфтҳое, ки ба наздикӣ дар Экология ва эволютсия, the researchers reported that high-resolution CT scanning will enable scientists to infer life history and behavioral characteristics of rare or extinct fishes from a detailed examination of morphology and linkages between morphology and behavior observed in surviving species.

Stauffer and other scientists will use CT scanning as they continue to identify cichlids in Lake Malawi. The technology is nondestructive, he explained, so they can collect data from specimens in museum collections.

"High-resolution computed tomography permits us to view the internal morphology and examine areas that would otherwise be destroyed by dissection," he said. "It will be a great help to me because I'm going over there and spending four to six weeks a year at the institute, identifying fishes that are in its museum."

Many of those older museum specimens are surprising him, noted Stauffer, who is 70 and has no plans to retire. "I'm finding a lot of species I've never seen before in more than 30 years of diving in Malawi. I think they're probably extinct. I'd like to describe these species, and the CT scans will help me to make accurate guesses about what their behavior was in the lake."

Adrianus Konings, ichthyologist, photographer, and founder and publisher of Cichlid Press in El Paso, Texas and Joshua Wisor, doctoral degree student in wildlife and fisheries science, contributed to this research.


Видеоро тамошо кунед: ХОЧИ МИРЗО - КОЛБАСА ХАЛОЛАЙ Ё ХАРОМ? (Сентябр 2022).


Шарҳҳо:

  1. Risley

    Ба назари ман, ин равшан аст. Шумо кӯшиш накардед, ки дар google.com ҷустуҷӯ кунед?

  2. Hohberht

    Танҳо posmeyte ин корро боз!

  3. Voshicage

    I'd better just keep silent

  4. Arashigul

    ба таври назаррас, ин ҷавоби пурарзиш аст

  5. Favian

    I have not seen a more competent presentation for a long time, but you are not completely right everywhere, in 10 minutes such topics do not completely swell

  6. Lad

    Ман фикр мекунам, ки шумо хато мекунед. Биёед муҳокима кунем. Ба ман тавассути PM почтаи электронӣ фиристед, мо сӯҳбат мекунем.



Паём нависед