Immagini 3D: la nuova dimensione della fotografia scientifica
Come già nelle edizioni passate, per molti ricercatori il Wellcome Image Awards è una vetrina d’eccezione per mostrare le potenzialità di nuove tecniche di imaging in campo scientifico. E non c’è dubbio che, a farla da padrone, siano quest’anno i modelli tridimensionali. Uno degli esempi più convincenti è il modello del bulbo oculare di un suino.
Modello tridimensionale del bulbo oculare di un suino (Credits: Peter M Maloca et al. Wellcome Image Award 2017).
Per costruire questo modello gli autori hanno iniettato nei vasi un nuovo mezzo di contrasto, più viscoso di quelli usati finora, e hanno eseguito una scansione dell’occhio con tomografia computerizzata. La ricostruzione digitale è stata usata per programmare una stampante in 3D che, in 39 ore, ha restituito il modellino dell’occhio: come si può vedere a sinistra dell’immagine, sono visibili anche i capillari più piccoli che irrorano i muscoli la cui contrazione regola l’apertura della pupilla (il “buco” a destra del modellino).
In questo video è possibile vedere come è stato realizzato il modellino.
https://m.youtube.com/watch?feature=youtu.be&v=BODXF8l5-Yw
Con una tecnica analoga, Scott Echols e colleghi hanno ottenuto un modello digitale in 3D del sistema circolatorio di un pappagallo e di un piccione. Questi esempi di computer modelling rientrano entrambi nel Grey Parrot Anatomy Project, il cui scopo è quello di arrivare a ricostruire in modo dettagliato l’anatomia di ogni animale. L’iniziativa è un ottimo banco di prova anche per nuovi agenti di contrasto, come il BriteVu, ideato per l’occasione da Scott Echols e che, in futuro, potrebbe trovare applicazioni anche in ambito clinico.
Vedere la visione
Come già anticipato dal modello 3D del bulbo oculare, l’altro macrotema della galleria fotografica è quello della vista e degli organi della visione.
Retina di topo: i vasi sanguigni sono colorati in blu, gli astrociti in rosso/verde (Credits: Gabriel Luna, Wellcome Image Award 2017)
Quelli che sembrano i petali di un fiore esotico non sono altro che i quattro lembi in cui è stata suddivisa la retina di un topo. Per ricostruire l’intera superficie, sono state combinate in un'unica immagine più di 400 fotografie al microscopio confocale. Questa fotografia è stata realizzata nell’ambito di uno studio che mira a comprendere il ruolo degli astrociti (colorati in rosso e verde) nelle malattie degenerative della retina.
All'occhio è dedicata anche la fotografia che si è aggiudicata il premio Julie Dorrington, riservato alla migliore fotografia clinica. In questa immagine l'abilità tecnica degli autori è riuscita a cogliere con estrema nitidezza di contorni di una sottile lente artificiale intraoculare impiantata per la cura della cataratta.
L'arcobaleno della placenta
Il microscopio confocale è protagonista anche di un’altra immagine significativa di questa edizione: la girandola di colori in cui ciascun “petalo” è la placenta di un topo.
I diversi colori indicano i nuclei delle cellule (in blu), i vasi sanguigni (in rosso) e le cellule del trofoblasto in verde (Credits: Suchita Nadkarni, Wellcome Image Award 2017).
A che cosa sono dovute le diverse sfumature nei petali? I campioni provengono da topi che, da punto di vista genetico, differiscono solo per l’espressione di proteine del sistema immunitario.
Questa immagine riassume in un unico scatto l’importanza del sistema immunitario nella formazione della placenta: è qui che avviene il “dialogo molecolare” in cui si incontrano e scontrano le differenze tra due individui - madre e feto - che, seppure parzialmente, sono geneticamente diversi. Come per un patogeno o un organo trapiantato, anche durante una gravidanza il sistema immunitario agisce da sensore di ciò che è “estraneo” e può favorire o interrompere precocemente lo sviluppo del feto. Questa immagine fa parte di uno studio volto a capire come il sistema immunitario possa influire sull'instaurarsi di una gravidanza.
Un'immagine vale più di migliaia di dati
Chiudiamo con una menzione speciale all’immagine che fa da copertina all’edizione di quest’anno.
Le 92915 connessioni Twitter con hashtag #breastcancer. I punti rappresentano i diversi utenti e le linee sono le interazioni tra di essi; le linee sono tanto più sapesse quanto più frequenti sono stati gli scambi (Credits: Eric Clarke et al. Wellcome Image Awards 2017).
Sapreste indovinare di cosa si tratta? Questo affascinante intreccio di cerchi e filamenti gialli non è lo sfoggio bioluminescente di una creatura degli abissi. Si tratta della rete di tweets (oltre novantamila) costruita seguendo la propagazione del hashtag #breastcancer tra utenti di Twitter.
Oltre a sottolineare il ruolo dei social network nel creare consapevolezza sociale attorno a temi di salute, questa immagine è importante per un altro motivo. Grazie alle tecnologie high-throughput (come i microarrays o le analisi genetiche su larga scala, per citare due esempi), oggi per molti scienziati la difficoltà non è produrre dati, ma analizzarli. La visualizzazione grafica di un’enorme mole di dati può fare la differenza quando si devono maneggiare migliaia di informazioni: in modo rapido e visivamente efficace, questi sistemi mettono in luce correlazioni che, con i metodi tradizionali di analisi, passerebbero inosservate.
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Immagine banner: Eric Clarke et al. - Wellcome Image Award 2017
Immagine box: Marc R Smith, Macroscopic Solutions - Wellcome Image Award 2017
