An der Kreuzung von Stammzellen und Informatik

Behind the Scenes Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Meine blonde Haare, blaue Augen und Größe 15 Laufschuhe waren nicht die einzigen Gründe, für die ich eine einzigartige Attraktion an der Industrial Technology Research Institute in Hsinchu Xian, Taiwan war. Mein Werdegang in der Physik und Mathematik bedeutete, dass ich das einzige Mitglied der Dr war. Wannhsin Chen Stem Cell Engineering Group hatte keine Erfahrung Kultivierung humaner embryonalen Stammzellen.

Ich musste des Instituts Bioengineering Division East Asian Pacific Summer Institute Sommer Fellow, angekommen an der Rutgers University in New Jersey, wo ich einen Doktortitel, kommen Student und Mitglied der NSF integrativ entwickelt Biointerfaces Programm. Ich hatte erhielt modernster Unterricht für die Kultivierung von Zellen, aber meine Erfahrung war, sehr winterhart Zelllinien aus epithelialen Geweben (Oberflächenzellen) begrenzt, und meine Herangehensweise an die Kulturen war mehr Technik als biomedizinische.

In Taiwan meiner Mentoren waren jedoch alle Biologen, und würde nur mentor mich als Student der Biologie. Sie waren sehr nachsichtig von meiner völligen Mangel an chinesischen Sprachkenntnisse, aber sie waren viel eindringlicher Biolog-ese zu sprechen. Aber die Arbeit war alles, was ich gewesen trainiert, an der Universität zu tun: die Forscher in den Grundlagenwissenschaften Schnittstelle zu, und die Erfahrung innerhalb des Universums der biomedizinischen Technik zu synthetisieren können.

Die Magie des modernen Gewebe Forschung gehört nur wie geschickt ein erfahrener Biologe kann schauen Sie sich ein Bild von Zellen in einer Petrischale und wissen sofort, welche Zellen gesund sind oder nicht, oder nicht zu unterscheiden. Diese qualitative – und in beiden Labors, unheimlich präzise – Bewertungen nicht nur verwirren die ehemalige Physiker/entry-level Culturist, sondern auch eine konkrete Begrenzung für die Anzahl der Zellen, die an einem Tag ausgewertet werden können, und wertvollen Human Ressourcen erfordern – Ressourcen, die in regelmäßigen Abständen nach lange Tage anfällig für Ungenauigkeiten werden kurz vor dem Mittagessen Stunden oder der Hektik des geschäftigen Testumgebung.

Zusammenführen von statistischen Muster Anerkennung und Computer Vision, Zell-Imaging, wende ich mich an das Problem der Zelle sortieren mit quantitativen Methoden. Durch Verarbeitung von Hunderten von Bildern der Zelle, und wichtigsten Parameter der Zellengröße, Morphologie und Struktur extrahieren, versuche ich konsequent und Objektiv eine Stammzelle-Status zu bestimmen. Experimentelle Reinheit schreibt vor, dass ich mein Algorithmus "geblendet", d.h. entwickeln auf Zelle Bilder von meiner Mentoren ohne meine Beteiligung erzeugt, das ist wahrscheinlich zum besseren: ihre Zellen wurden deutlich mehr fotogen als meine (die nur vertrauenswürdige qualitative Aussage dieses Hobby machen!).

Wenn ich fertig bin, wird ein Computer möglicherweise erwerben, sparen, filtern, Zelle Bilder scannen und verarbeiten sie für eine Online-Kategorisierung von-Zellezelle (Befreiung der Biologen verbringen ihren Arbeitstag Innovation). Die Idee ist, entweder die Zelle Sortierung, erhöhen den Durchsatz der Zelle Passage, automatisieren oder die Biologin subjektive Einschätzungen zu ergänzen. Diese Prinzipien zugrunde liegen eine Reihe von biomedizinischen Fachrichtungen, wie automatisierte Diagnostik, Pharmoaco-Theraputics und sogar Forensik.

Biologie und Mathematik waren nicht die einzigen Dinge, die ich während meiner Amtszeit in Taiwan gelernt. Ich habe viel gelernt über mich selbst, über Wissenschaft außerhalb der Vereinigten Staaten und über die taiwanesischen Leute. Für viele von uns war es unser erstes Mal aus dem Land. Aber die Ausbildung des Personals in Taiwan haben wir uns von der ersten Minute wie zu Hause fühlen, als wir ankamen.

Ich habe die Erfahrung als Chance, mich als Wissenschaftler neu zu erfinden. In meiner Runde Reise von Piscataway, New Jersey, Hsinchu, Taiwan ich ging von meiner Heimatstadt der biomedizinischen Technik und landete an der Kreuzung der Stammzell-Biologie und Informatik.

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Anmerkung der Redaktion: Dieser Forschung wurde unterstützt von der National Science Foundation (NSF), der Bundesagentur für Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik angeklagt.