Le cellule cerebrali non hanno più segreti: un software di realtà virtuale ne ricostruisce lo scheletro

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07/07/2020
Le cellule cerebrali non hanno più segreti: un software di realtà virtuale ne ricostruisce lo scheletro

Computers & Graphics, 24 giugno 2020
Le cellule cerebrali non hanno più segreti.
Ecco il software di realtà virtuale per ricostruirne lo scheletro

Daniya Bogesa, Marco Agusb, Ronell Sicatc, Pierre J. Magistrettia, Markus Hadwigerc, Corrado Calìd

Ha lavorato diversi anni in Arabia Saudita, al KAUST - King Abdullah University of Science and Techonology, ma da febbraio 2020 è tornato in Italia per unirsi alla nostra squadra di Sviluppo e patologia del Cervello, guidata dal prof. Alessandro Vercelli. In questo che è il suo primo lavoro 'targato' NICO - Dipartimento di Neuroscienze dell'Università di Torino, Corrado Calì ha sviluppato un nuovo framework basato sulla realtà virtuale (VR) per l'analisi di modelli tridimensionali di cellule cerebrali ricostruite da immagini di microscopia elettronica 3D.

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Vista all’interno della realtà virtuale (VR) che mostra l'interfaccia utilizzata dall'utente per creare e modificare i nodi di uno scheletro dall'interno (pannello 1 e 4) e dall'esterno (pannello 2 e 3) di un neurone ricostruito in 3D (cellula).

In particolare, il sistema elaborato con i colleghi del KAUST, serve per creare i cosiddetti “scheletri” delle cellule, il che corrisponde a grandi linee all’asse mediale delle ramificazioni delle cellule, nervose e non, presenti nel cervello. La creazione dello scheletro può essere un’operazione lunga e tediosa, perché generalmente viene fatta in maniera manuale disegnando lo scheletro sulla cellula. 

"Il nostro strumento - spiega Calì - è invece capace di calcolare l’asse mediano e, con questa informazione l’utente può creare lo scheletro in maniera semi-automatica, cliccando in maniera grossolana sulla morfologia della cellula, dopodiché il software si occupa di posizionare i nodi dello scheletro".

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Utenti che creano scheletri utilizzando un grande schermo in 2D (a sinistra) o all'interno della cuffia VR (a destra).

Inoltre, l’utilizzo della realtà virtuale consente un'analisi qualitativa più agile di strutture tridimensionali come quelle delle cellule, che sono estremamente complesse e ramificate, quindi difficili da osservare e studiare sullo schermo bidimensionale di un pc. Lo studio pubblicato su Computer & Graphics ha infine testato questo sistema facendolo provare a degli utenti esperti, fra i quali le ricercatrici ed i ricercatori del NICO, per valutarne la praticità di utilizzo.

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La tabella mostra 5 cellule test con i loro scheletri prima e dopo la correzione con il visore VR.

Biological and Environmental Science and Engineering Division, King Abdullah University of Science and Technology, Thuwal, 23955-6900, Saudi Arabia
b Visual Computing Group, Center for Advanced Studies, Research and Development in Sardinia (CRS4), Cagliari, Italy
c Visual Computing Center, King Abdullah University of Science and Technology, Thuwal, 23955-6900, Saudi Arabia
d Department of Neuroscience ”Rita Levi Montalcini”, Neuroscience Institute ”Cavalieri Ottolenghi”, University of Turin, Turin 10043, Italy

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