Saskaņā ar MIT (Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta) "domu zīmēm" 5 gadu laikā 3D smadzeņu skenēšana kļūs par diezgan izplatītu procedūru un maksās daudz mazāk nekā šodien. Viņu izstrādātais algoritms ļauj ne tikai attēlot visas orgāna nervu šūnas (no tām ir aptuveni 200 miljoni) un no tām izrietošās sinapses (zinātne nezina skaitli, bet vairākus simtus triljonus - noteikti), bet arī izveidot tilpuma modeļus. Jaunākais sasniegums ir visnozīmīgākais, jo, ja pacienta smadzenēs ir audzējs, ārsti varēs ne tikai redzēt tā atrašanās vietu, bet arī noteikt precīzu izmēru un sastāvu. Tātad, kas gaida zāles tikai 5 gadus un kā tas viss sākās, lasiet zemāk.
MRI pārbaude
Tie, kas ir saskārušies ar šāda veida diagnostiku, zina, ka tā ir ļoti informatīva. Cilvēka smadzenes tiek skenētas ar elektromagnētiskiem viļņiem, ierīce izstaro signālus, kas atspoguļo tās laukumus dažādās krāsās, pēc tam tie tiek pārveidoti par attēlu. Tas ir ļoti rūpīgs darbs, jo ir jāapstrādā milzīgs datu apjoms.
MRI izmeklēšanas ērtība ir tāda, ka ārsts no visām pusēm var apskatīt trīsdimensiju smadzeņu attēlu, koncentrējoties uz noteiktām vai apstrīdētām zonām. Metodei ir savi plusi un mīnusi, bet audzēja klātbūtnē orgānā dažreiz ārstam ir grūti to diagnosticēt vai iegūt pilnīgu skartās vietas ainu.
CT pārbaude
Reklāmas video:
Šīs tehnoloģijas galvenā atšķirība ir rentgena staru izmantošana. Izkārtoti lokā virs pacienta, kurš atrodas uz dīvāna, viņi spēj uzreiz nofotografēt orgānu no dažādiem leņķiem. Turpmākais darbs daudz neatšķiras no MRI: dators attēlus pārveido trīsdimensiju attēlā.
Diezgan precīza diagnoze, smadzeņu šķēļu attēls var būt līdz 1 mm biezs, taču tā pati problēma: ārsts ne vienmēr spēj pārbaudīt audzēja struktūru un jau izdarīto kaitējumu.
Pateicoties doktoram Stevinam Keatingam, kuram ārsti diagnosticēja smadzeņu audzēju, un viņa centieniem uzzināt, cik ātri tas aug un kādas izmaiņas notiek viņa smadzenēs, 3D dizaina tehnoloģija pastāv mūsdienās.
3D smadzeņu modelis
Stefans, kad viņa smadzeņu audzējs izauga beisbola lielumā un ārsti nevarēja viņam pateikt, ko darīt tālāk, savāca visus MRI un CT skenējumus un devās uz MIT.
Institūta pētniekus tik ļoti aizrāva ideja iemācīt 3D printeri, lai radītu smadzeņu maketus, un vēlme palīdzēt nabadzīgam 26 gadus vecam zēnam, ka viņi nekavējoties nokļuva darbā. Stefans uzrakstīja un pārbaudīja algoritmu, kas tulko fotogrāfijas 3D modelī.
Viņu radītā tehnoloģija spēj analizēt 1000 reizes ātrāk un iegūt skenēšanas rezultātu 3D modeļa formā. Tagad ne tikai ārsti, bet arī pacienti varēs rokās turēt savas smadzeņu apjoma kopijas.
Vēl viena šī izgudrojuma priekšrocība ir spēja ne tikai noteikt patoloģiju orgānā, bet arī izmērīt tā lielumu, redzēt, kurām vietām tā ir pieskārusies un kādā stāvoklī tās ir. Tas patiesi ir lielisks un ļoti savlaicīgs atklājums, jo šādu informācijas apstrādi var veikt ne tikai ar rezultātiem smadzenēs, bet arī ar visiem ķermeņa orgāniem un audiem.
3D tehnoloģijas: pielietojums medicīnā
Printeri, kas izveido smadzeņu modeļus, izmantojot algoritmu, jau darbojas dažās ASV slimnīcās. Lai arī tie ir dārgi, taču tas nav sliktākais. Fakts ir tāds, ka, pateicoties Stefānam, ir parādījusies jauna medicīnas specialitāte: diagnostikas ārsts iekšējo orgānu vizualizēšanai, un apmācība kā tāda vēl nav izveidota. Tāpēc zinātnieki prognozē, ka šī profila speciālisti parādīsies nākamo 5 gadu laikā, pēc tam, iespējams, MR un CT pakāpeniski tiks aizstāti ar “progresīvāku” tehnoloģiju.
Tas, ko vēl 3D tehnoloģija var dot slimiem cilvēkiem, ir skenēšana: tūlītējs attēls ar to, kas notiek cilvēka ķermenī (visos audos, kaulos un orgānos vienlaikus) dažu sekunžu laikā. Šāda ierīce tika izstrādāta Deivisa universitātē (Kalifornijā, ASV), un tai nav analogu pasaulē. Zinātnieki spēj redzēt procesus, kas notiek cilvēka iekšienē, un reālā laikā izsekot visiem orgānu darbības pārkāpumiem vai patoloģiju klātbūtnei tajos.
Jauns vārds zinātnē
Viens atklājums, kā likums, izraisa cita parādīšanos vai neveiksmi. Tātad, skenējot cilvēka smadzenes trīsdimensiju telpā, zinātnieki redzēja, cik primitīvi viņi to uzskatīja, balstoties uz viņu pagātnes idejām par to.
Piemēram, viņi saprata, ka savienojumi starp sinapsēm tiek veidoti pilnīgi atšķirīgi un ir daudz sarežģītāki, nekā viņi domāja. Viņiem izdevās aprēķināt (precīzāk, datorprogrammu), ka tikai smadzeņu garozā ir vairāk nekā 125 triljoni šo plānāko savienojumu. Izrādās, ka viņu ir vairāk nekā zvaigznes, kas iekļautas mūsu galaktikā (apmēram 1500 reizes).
Viņi nonāca pie neapmierinoša secinājuma: ja katra sinapse ir mikroprocesors, tad mākslīgais intelekts, kuru viņi cerēja izveidot tuvākajā nākotnē, paliks cauruļu sapnis. Fakts ir tāds, ka smadzenēs ir vairākas reizes vairāk savienojumu nekā visi tranzistori un maršrutētāji, kas ir pieejami uz planētas, kopā, un ir vienkārši nereāli koordinēt viņu darbu tikpat nevainojami kā sinapses.
Ko sagaidīt no zinātniekiem?
Jaunā smadzeņu skenēšanas rezultātu apstrādes metode ir jauns izgudrojums, kas joprojām tiks pilnveidots un uzlabots. Kas zina, varbūt tikai pēc 5 gadiem aptiekas pārdos ķermeņa mini skenerus, lai ikviens varētu saņemt informāciju par savu veselību datorā vai sīkrīkā, pat pirms došanās uz darbu.
Līdz šim smadzeņu 3D modeļa izveidošanas algoritms tiek izmantots ārkārtas vai īpaši sarežģītos gadījumos, kad audzēja augšana tiek skaitīta burtiski minūtēs.
Autore: Kardašova Inga