Un 'software' ayuda a diseñar el microscopio inteligente

Toda disciplina, y más en el ámbito de las ciencias, es susceptible de mejorar. Y sin temor a equivocarnos podemos decir que toda ciencia es susceptible de ser mejorada a través de la informática. Eso es lo que han pensado en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL, por sus siglas en inglés), situado en Heidelberg (Alemania), donde han desarrollado un software que dotará a los microscopios de inteligencia propia, ayudando de esta forma a agilizar y simplificar el trabajo del investigador en su búsqueda celular.
El objetivo básico del EMBL es evitar que el investigador tenga que estar sentado junto al microscopio durante horas en busca de unas células determinadas. El nuevo programa aprende rápidamente lo que el profesional busca y lleva a cabo los experimentos microscópicos de forma automática cuando detecta las células cuyas especiales características les hacen ser interesantes para los investigadores.

• Lo que a un científico le llevaría un mes de trabajo a tiempo completo, ahora se podría lograr en un único día y sin estar encima del microscopio

"La motivación inicial del programa -llamado Micropilot- viene de los experimentos microscópicos de alto rendimiento con células humanas, que pueden generar una gran cantidad de datos  -a veces varios terabytes- en un mismo trabajo. Sin embargo, las células que buscan suelen ser bastante escasas y por ello la mayoría de las imágenes no son informativas", explica a Diario Médico el director del proyecto, Jan Ellenberg, coordinador de la Unidad de Biología Celular y Biofísica del EMBL. "Por eso hemos desarrollado un programa informático que detecte de forma automática, y tras obtener las imágenes, las células que se buscan. El siguiente paso era, por tanto, utilizar el software para controlar directamente el microscopio".
Funcionamiento
Micropilot aporta formación al microscopio; analiza imágenes de baja resolución tomadas por el aparato y, una vez se ha identificado la célula o la estructura que se busca, ordena al microscopio el inicio del experimento. Las instrucciones pueden ir desde la mera grabación de vídeos secuenciales de alta resolución hasta el uso de láser para interferir con proteínas marcadas de forma fluorescente para luego almacenar los resultados.
Por tanto, las ventajas se pueden resumir rápidamente en más comodidad, más datos y más rapidez. "Permite
un gran incremento del rendimiento. Lo que a un científico le llevaría un mes de trabajo a tiempo completo en condiciones normales, ahora se podría lograr en un único día y sin estar encima del microscopio". En cuatro noches, Micropilot puede detectar 232 células en dos etapas de división celular y desarrollar un complejo trabajo de imagen en ellas. A partir de este alto rendimiento, se pueden generar los suficientes datos como para obtener resultados fiables estadísticamente, permitiendo a los científicos probar el papel de cientos de proteínas diferentes en un proceso biológico concreto.
Según Ellenberg, "el campo de la microscopía tiende cada vez más hacia la automatización de incluso los métodos de imagen complejos. El software que hemos desarrollado consigue esto para la microscopía confocal de células fijadas vivas y para los experimetos de destrucción fotoquímica de un fluoróforo, pero en el futuro se podrán automatizar modalidades de imagen aún más complejas como la espectroscopía de correlación fluorescente y la ablación láser guiada por la imagen. En esencia, cualquier cosa que el humano pudiera hacer con el microscopio lo podría hacer Micropilot".
El software, que está disponible en código abierto, será una herramienta clave para los proyectos europeos de sistemas biológicos Mitosys y SystemsMicroscopy, para los que tanto Jan Ellenberg como su compañero Rainer Pepperkok están trabajando.