Ang University of Vermont ang magiging pambansang sentro ng koordinasyon para sa isang limang-taong pagsisikap na palawakin ang access sa ultra-high-resolution biological imaging, na maglalagay sa Burlington sa sentro ng isang bagong network ng pananaliksik na pinagsasama ang electron microscopy, artificial intelligence, at supercomputing.
Ang proyekto, na pinondohan ng National Science Foundation, ay lilikha ng National Connectomics and Ultrastructure Volume Observatory. Ayon sa UVM, humigit-kumulang $15.68 milyon ang susuporta sa gawain ng neuroscientist na si Davi Bock sa Vermont, habang $3.32 milyon naman ang popondohan ng mga kontribusyon mula sa University of California San Diego at sa supercomputer center nito.
Ang parangal ay mahalaga para sa Vermont sa dalawang antas. Idinidirekta nito ang karamihan sa isang malaking pamumuhunan sa agham ng pederal sa pangunahing unibersidad ng estado, na may posibilidad ng mga trabaho sa pananaliksik at mga pagkakataon sa pagsasanay. Nagbibigay din ito sa UVM ng responsibilidad para sa pagdidisenyo ng isang pambansang mapagkukunan na nilalayong gawing magagamit ang espesyalisadong imaging sa mga mananaliksik na walang access sa maliit na bilang ng mga laboratoryo na ngayon ay may kakayahang magsagawa ng ganitong gawain.
Mula sa mga sample ng tisyu hanggang sa mga mapa na may sukat na petabyte
Ang nakaplanong daloy ng trabaho ng obserbatoryo ay nagsisimula sa biyolohikal na tisyu na napreserba sa resin at pinuputol sa libu-libong manipis na hiwa. Isang high-throughput electron microscope sa Larner College of Medicine ng UVM ang kukuha ng mga imahe. Ang mga computer sa San Diego Supercomputer Center ang bubuuin ang mga ito sa mga three-dimensional na volume, habang ang mga AI tool ay tumutukoy sa mga hangganan ng cell, sumusubaybay sa mga neuron at nagpapakilala ng mga istruktura sa loob ng mga cell.
Ang mga dataset na iyon ay susukatin sa petabytes, at ang Vermont Advanced Computing Center ay tutulong sa pagbibigay ng imbakan at pagproseso. Ang National Center for Microscopy and Imaging Research ng UC San Diego ay mag-aambag sa paghahanda ng sample, mga advanced na instrumento at mas mataas na resolution na follow-up imaging. Ang limang-taong grant ay nagpopondo sa disenyo, pagsubok at mga pilot dataset para sa obserbatoryo sa halip na isang ganap na mature na permanenteng pasilidad.
Ang pamamaraan ay nakabatay sa papel ni Bock sa unang kumpletong mapa ng mga kable ng utak ng isang nasa hustong gulang na langaw na may prutas. Inilarawan ng papel na Nature ang isang utak na naglalaman ng mahigit 130,000 neuron at sampu-sampung milyong synaptic na koneksyon. Ang bagong programa ay nilalayong iakma ang ganitong uri ng pipeline ng connectomics sa mas malawak na hanay ng mga biyolohikal na tanong, hindi para mangako ng isang napipintong mapa ng utak ng tao.
Apat na pagsubok bago ang mas malawak na pagbuo
Apat na pilot project ang susubok sa sistema. Plano ng mga mananaliksik na pag-aralan kung paano binabago ng pagkatuto ang mga koneksyon sa hippocampus ng daga, ihambing ang retinal circuitry sa iba't ibang uri ng hayop, suriin kung paano tumatawid ang parasito na Toxoplasma gondii sa blood-brain barrier at imapa ang mga istruktura sa loob ng mga single-celled protista. Ang halo ay dinisenyo upang ipakita kung ang isang ibinahaging pipeline ay kayang humawak ng iba't ibang organismo, laki ng sample at mga tanong na pang-agham.
sa lokal na ulat , inaasahan ng mga pinuno ng UVM na susuportahan ng grant ang trabaho sa pananaliksik at palalakasin ang lumalaking profile ng pananaliksik ng unibersidad. Kasama rin sa proyekto ang mga materyales sa pagtuturo para sa mga undergraduate, mga mapagkukunang virtual-reality para sa mga hayskul, at pagsasanay para sa mga mag-aaral ng master's degree sa biomedical engineering.
Ang praktikal na pamantayan ay kung ang UVM at ang mga kasosyo nito ay maaaring gawing magagamit at maibabahaging siyentipikong datos ang napakaraming koleksyon ng mga imahe ng mikroskopyo. Kung magtatagumpay ang mga piloto, inaasahan ng pangkat na matatapos ang isang plano sa pagpapatupad para sa isang mas malaking pambansang obserbatoryo—na magbibigay sa Vermont ng isang pangmatagalang papel sa isang larangan kung saan ang pag-unlad ay nakasalalay nang malaki sa pag-compute at pamamahala ng datos gaya ng sa mikroskopyo mismo.
