Российские ученые предложили новый метод визуализировать полученную при помощи масс-спектрометрии информацию. Он адаптирован под человеческое зрение, что делает его более простым для интерпретации. Исследование опубликовано в журнале Analytical Chemistry.
Масс-спектрометрия высокого разрешения — это метод анализа вещества, в основе которого лежит точное измерение отношения массы к заряду ионизированных молекул и интенсивность соответствующего сигнала от них. Так ученые могут определять молекулярную массу соединений и их структуру. Это дает им возможность идентифицировать вещества, например белки, липиды, метаболиты, пептиды, компоненты лекарств. Масс-спектрометрический имиджинг (МСИ) позволяет получить данные о пространственном распределении молекул в тканях с помощью масс-спектрометрического анализа ионов при локальной лазерной ионизации молекул в каждой точке изучаемого образца, например среза опухоли.
Однако интерпретация полученных таким образом данных — сложная задача. В первую очередь необходимо визуализировать распределения ионов на поверхности среза ткани, то есть создать обыкновенное цветное изображение. На нем у каждой области, обладающей схожими ионными составами, будет свой цвет. Затем от тысяч ионов в каждой точке необходимо перейти всего к трем числовым значениям, которые должны как можно полнее отражать данные МСИ и которые можно соотнести с трехмерным цветовым пространством для его последующего анализа исследователем.
«Важно максимизировать информативность получаемого изображения, необходимо учитывать особенности человеческого зрения, в частности его нелинейность и качественно разную чувствительность к изменениям яркости и цветности. И, хотя теория цветовосприятия исследуется довольно давно (еще с первой половины XX века), до сих пор даже среди экспертов нет общепризнанных математических моделей, достаточно хорошо описывающих все известные свойства человеческого зрения», — рассказала первый автор исследования, аспирантка Сколковского института науки и технологий Анастасия Сарычева.
Ученые из Центра Сколтеха по научным и инженерным вычислительным технологиям для задач с большими массивами данных (CDISE) и Лаборатории зрительных систем ИППИ РАН разработали новый подход к визуализации результатов МСИ. Он основан на теории человеческого цветовосприятия и при этом не уступает уже существующим способам по уровню детализации. Разработанный подход сохраняет границы и градиенты при наложении выделенных областей схожего ионного состава. Благодаря этому получаемое изображение легче интерпретировать, чем при использовании других методов. Ученые уже испытали его на модельных и экспериментальных данных, полученных исследователями лаборатории масс-спектрометрии Сколтеха совместно с биологами Центра нейробиологии и нейрореабилитации Сколтеха.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
