שרימפס המנטיס ידוע בעיקר בזכות אגרוף הקליע שלו, שהיווה השראה לחומרים מרוכבים סופר-חזקים לשריון גוף עתידי, וגם לקומיקס אינטרנטי ויראלי אודות הסרטנים הסרטניים. אבל מסתבר שעיני החיה מעניינות לא פחות כמו טפריו.
תוכן קשור
- דבקייה רפואית: האם צמח החג יכול להילחם באמת בסרטן?
קבוצה של חוקרים עבדה על דרך לדגום את העיניים המורכבות של שרימפס הגמבה ואת הראייה הקוטבית כדי ליצור מצלמה שיכולה לאתר סוגים שונים של סרטן. יש להם כעת חיישן מצלמה להוכחת רעיון שהוא קטן יותר, פשוט ומדויק יותר מהניסיונות הקודמים להדמיה מקוטבת.
הקבוצה הבינתחומית, כולל נוירוביולוג באוניברסיטת קווינסלנד, אוסטרליה, מהנדסת מחשבים באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס ואחרים מאוניברסיטת מרילנד, מחוז בולטימור ואוניברסיטת בריסטול באנגליה, פרסמה לאחרונה את העבודה ב- ההליכים של ה- IEEE (מכון למהנדסי חשמל ואלקטרוניקה) .
שרימפס המנטיס, כמו חרקים מסוימים, דיונון ושאר עצמות הרחם, יכולים לראות הבדלים באור מקוטב - כלומר אור שקורן במישורי כיוון שונים - באופן דומה לזה שנראה את הניגוד בין קיר שחור לבן שולחן. בעלי חיים משתמשים ביכולת זו כדי לאתר טרף, למצוא בן זוג ולהימנע מאכילה.
אך ניתן להשתמש באור מקוטב גם כדי לראות דברים שהעין האנושית אינה יכולה, כמו תאים סרטניים. מחקרי הצוות מראים כי לחיישן שלו יש יכולת לאתר נגעים סרטניים לפני שהתאים הופכים למספר רב כדי להופיע כגידולים גלויים.
חיישן ההדמיה לקיטוב, בדומה לסוגי חיישני ההדמיה שכבר משתמשים בסמארטפונים, קטן מספיק כדי לצלם סרטן בגוף האדם. (טימוטי יורק, ויקטור גרוב) ויקטור גרוב, פרופסור חבר למדעי המחשב והנדסה באוניברסיטת וושינגטון, אשר במעבדתו עבד על בניית החיישן, אומר כי קל לראות תאים סרטניים תחת אור מקוטב מכיוון שהמבנים הלא-מאורגנים והפולשניים שלהם מפזרים אור בצורה שונה מתאי גוף רגילים.
בעוד שחוקרים יצרו מכשירי הדמיה מקוטבים בעבר, הם נוטים להיות גדולים, באמצעות חיישנים מרובים, ומורכבים בכך שהם דורשים מומחי אופטיקה, הנדסה ופיזיקה כדי לפעול כראוי. זה כמובן אומר גם שהמכשירים יקרים מאוד.
אבל על ידי שילוב של התקדמות בתחום הננו-טכנולוגיה, חיישני ה- CMOS הזעירים (מוליכים למחצה-מתכת-מחממים) הנפוצים בסמארטפונים ובסיסי האופן בו מערכת הראייה של שרימפס הגמבה פועלת, הצליח הצוות ליצור חיישן הדמיה פשוט בהרבה. חיישן רגיש מאוד ויכול לגלות תאי סרטן מוקדם יותר מניסיונות קודמים להדמיה מקוטבת, תוך שימוש בתמונות סטילס וגם בוידאו. גרוב אומר כי הסטודנטית לתואר שני, טימותי יורק, הסופרת הראשית בעיתון, ביצעה חלק ניכר מהעבודה עם המצלמה ויישומי הרפואה הפוטנציאליים שלה.
בתמונה אנדוסקופית זו של מעי גס בעכבר, החיישן מראה את רקמת הגידול בכחול ואילו הרקמה הבריאה מופיעה כצהובה. (IEEE) (IEEE) למשל, בסרטן המעי הגס, רופא בדרך כלל ישתמש באנדוסקופ כדי לחפש כל רקמה שנראית סרטנית ואז לקחת ביופסיה. אבל הסרטן צריך להיות בשלב מסוים של התפתחות לפני שהוא נראה שונה לעין האנושית. הדמיה מקוטבת יכולה לאתר תאים סרטניים הרבה יותר מוקדם, אך מכשירי הדמיה קודמים היו גדולים מכדי לשמש בדרך זו בעבר.
"עברנו מלהיות מרובות מצלמות לפיתרון של שבב יחיד", אומר גרוב. "קשה לשים מצלמות מרובות באנדוסקופ ולהצטלם. עם המכשיר שלנו כל המסננים נמצאים במצלמה והוא עובר ממשהו שיושב על הספסל האופטי שלך למכשיר שנמצא בקצה של אנדוסקופ. "
המצלמה עשויה להפחית בצורה דרסטית את הצורך בביופסיות - אך עד לשכלול הטכנולוגיה, המידה בה היא תעשה זאת אינה ברורה.
ג'סטין מרשל, נוירוביולוג מאוניברסיטת קווינסלנד ואחד מחברי העיתון, הביא לפרוייקט את מומחיותו בנושא שרימפס גמל שלמה. הוא חוקר את חזון השרימפס כבר למעלה מ 25 שנה. גם הוא וגם גרב מסכימים שאחד האתגרים הבאים יהיה למצוא דרך לשלב גם את החזון המסורתי בצבע. כפי שהוא עומד כעת, החיישן יכול לראות הבדלים בקיטוב, אך לא את הצבעים שאנו רואים. זו בעיה עבור רופאים שעשויים יום אחד להשתמש בסוג זה של חיישן, מכיוון שהם בדרך כלל משתמשים ברמזים חזותיים כדי להנחות אותם במהלך הליכים עדינים. אבל גם שרימפס יוכלו לספק קצת עזרה בחזית ההיא.
"[שרימפס גמל שלמה] נראה מאוד ספציפי לאופן שבו הם אוספים מידע, הן מבחינת הצבע והן מבחינת הקיטוב", אומר מרשל. "הם מנופפים בעיניים כדי לדחוף את החיישן שלהם לעולם, קצת כמו סריקת לווין. יתכנו כמה טריקים שנוכל לשאול מהם גם כן. "
מרשל סבור כי ניתן להשתמש בחיישן כדי לבצע בדיקת סרטן המעי הגס תחילה, מכיוון שזה תחום ספציפי בו עבד הצוות שלו, וכי בעבר הייתה בעיה וגודל מורכבות של מצלמות הדמיה מקוטבות אחרות. טווחי קיטוב פשוטים יותר משמשים כבר כיום לבדיקת סרטן עור באוסטרליה, שם מאובחנים שניים מכל שלושה אנשים הסובלים מהמחלה לפני גיל 70. החוקרים עורכים ניסוי גם בשימוש באור מקוטב כדי להגדיל את ניגודי הרקמות כדי לעזור לרופאים לדעת היכן התחל והפסיק לחתוך במהלך הניתוח.
מכיוון שהשבב בהשראת השרימפס כה קומפקטי ונוח לשימוש, הטכנולוגיה עשויה לפלס את דרכה למכשירים ניידים ואפילו לסמארטפונים. אם זה קורה, אומר מרשל, אנשים יכולים יום אחד לפקח על עצמם אחר סרטן ולהקטין את העומס על מערכות הבריאות העמוסות מדי.
אמנם יש הרבה פוטנציאל בטכנולוגיית ההדמיה הקוטבית, אבל גרוב אומר שיש עדיין לעשות הרבה עבודה, הן בשילוב חישת צבע והן בשכלול הרגישות של איתור הקיטוב כדי להגדיל את הרזולוציה ולהפוך אותה אפילו יותר טובה לגילוי רציני מחלות מוקדם.
"אנחנו פשוט מגרדים את פני השטח של איך אנחנו יכולים להסתכל על ביולוגיה ולבנות מערכות הדמיה שיכולות לעזור באבחון סרטן ומחלות אחרות, " הוא אומר.
