Os videogames abrem uma nova e empolgante fronteira na neurociência
Comparação de algoritmos de agrupamento. a–c Resolução de clusters espaço-temporais em dados simulados conforme descrito em “Comparação de algoritmos de agrupamento usando dados de trajetória simulada”. a Clustering usando NASTIC usando r= 1,2, t= 20 seg. Inserções destacam diferentes classes de agrupamento: (eu) agrupamentos distintos resolvidos no espaço e no tempo; (ii) aglomerados espacialmente sobrepostos resolvidos no tempo; (iii) aglomerados com grau de sobreposição espacial e temporal; (4) aglomerados que se sobrepõem no espaço e no tempo. 3D (x, y , t) projeções de clusters destacados (eu–iii) e os tempos de detecção associados (painéis inferiores) demonstram agrupamento temporal distinto. b Agrupamento espacial DBSCAN usando ε = 0,055 μm e MinPts = 3. cAgrupamento espacial de tesselação de Voronoï. Trajetórias com uma área de telha Voronoï associada <0,004 μm2 foram considerados agrupados. Em todas as análises, um cluster é definido como três ou mais centróides proximais. Crédito: Natureza Comunicações (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38866-y
Pesquisadores da Universidade de Queensland usaram um algoritmo de um videogame para obter informações sobre o comportamento de moléculas dentro de células cerebrais vivas.
Tristan Wallis e o professor Frederic Meunier, do Queensland Brain Institute da UQ, tiveram a ideia durante o confinamento durante a pandemia de COVID-19.
“Os videogames de combate usam um algoritmo muito rápido para rastrear a trajetória das balas, para garantir que o alvo correto seja atingido no campo de batalha no momento certo”, disse o Dr. Wallis. “A tecnologia foi otimizada para ser altamente precisa, para que a experiência pareça o mais realista possível.
“Pensamos que um algoritmo semelhante poderia ser usado para analisar moléculas rastreadas que se movem dentro de uma célula cerebral”.
Até agora, a tecnologia só conseguiu detectar e analisar moléculas no espaço, e não como elas se comportam no espaço e no tempo.
“Os cientistas usam microscopia de super-resolução para observar as células cerebrais vivas e registrar como pequenas moléculas dentro delas se agrupam para realizar funções específicas”, disse o Dr. Wallis. “Proteínas individuais saltam e se movem em um ambiente aparentemente caótico, mas quando você observa essas moléculas no espaço e no tempo, começa a ver ordem dentro do caos.
“Foi uma ideia empolgante – e funcionou.”
O Dr. Wallis usou ferramentas de codificação para construir um algoritmo que agora é usado por vários laboratórios para coletar dados valiosos sobre a atividade das células cerebrais.
“Em vez de rastrear balas para os bandidos em videogames, aplicamos o algoritmo para observar as moléculas se agrupando – quais, quando, onde, por quanto tempo e com que frequência”, disse o Dr. Wallis. “Isso nos dá novas informações sobre como as moléculas desempenham funções críticas dentro das células cerebrais e como essas funções podem ser interrompidas durante o envelhecimento e as doenças”.
O professor Meunier disse que o impacto potencial da abordagem foi exponencial.
“Nossa equipe já está usando a tecnologia para reunir evidências valiosas sobre proteínas como a sintaxina-1A, essencial para a comunicação dentro das células cerebrais”, disse o professor Meunier. “Outros pesquisadores também estão aplicando-o a diferentes questões de pesquisa. E estamos colaborando com matemáticos e estatísticos da UQ para expandir como usamos essa tecnologia para acelerar descobertas científicas.”
O professor Meunier disse que é gratificante ver o efeito de uma ideia simples. “Usamos nossa criatividade para resolver um desafio de pesquisa ao fundir dois mundos de alta tecnologia não relacionados, videogames e microscopia de super-resolução”, disse ele. “Isso nos trouxe a uma nova fronteira na neurociência.”
O artigo é publicado na revista Natureza Comunicações.
Mais Informações:
Tristan P. Wallis et al, análise de nanoclustering derivada de trajetória superresolvida usando indexação espaço-temporal, Natureza Comunicações(2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38866-y
Fornecido pelo Queensland Brain Institute
Citação: Os videogames despertam uma nova fronteira emocionante na neurociência (2023, 14 de junho) recuperado em 14 de junho de 2023 em https://medicalxpress.com/news/2023-06-video-games-frontier-neuroscience.html
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