Wat hebben videogames en hulpmiddelen voor medische beeldvorming gemeen?

Beide worden aangedreven door de synergie tussen software, elektronica en fysica - de magische saus achter veel moderne innovaties.

Arya Mugdha, een doctoraalstudent aan de Colorado State University, weet het uit de eerste hand. Videogames leidden hem naar biomedisch onderzoek.

Mugdha groeide op in Bangladesh en wilde de wetenschap achter videogames en de computerhardware die ze mogelijk maakte begrijpen. "Het is wat me inspireerde om elektrotechniek na te streven," zei Mugdha.

Nu voedt zijn nieuwsgierigheid onderzoek dat ooit levens kan redden en de gezondheidsresultaten kan verbeteren voor mensen die lijden aan verwoestende gezondheidsproblemen.

Diagnose en monitoring van mitochondriale ziekten zonder biopsie

Mughda werkt samen met professor in elektrische en computertechniek, Jesse Wilson, die geavanceerde microscopietechnieken en laserlicht gebruikt om mitochondriën te bestuderen. Ze ontwikkelen de innerlijke werking van een niet-invasief hulpmiddel voor beeldvorming dat meer licht zou kunnen werpen op mitochondriale ziekten en het begrip van hoe cellen energie gebruiken kan vergroten.

Mitochondriën zijn de krachtcentrales van onze cellen:ze zetten voedingsstoffen om in energie. Maar als ze niet goed werken, verhongeren ze de cellen van energie, wat leidt tot tal van complicaties, van verlies van gezichtsvermogen tot vroegtijdige dood.

Mugdha, Wilson en hun medewerkers leiden een nieuwe studie die gebruikmaakt van de kracht van transiënte absorptiebeeldvorming om een ​​ongeëvenaard beeld te krijgen van het functioneren van mitochondriën in hun natuurlijke omgeving in levende cellen.

Hun techniek zou kunnen leiden tot niet-invasieve beeldvorming en behandeling van mitochondriale ziekten, wat betekent dat er geen biopsie nodig is.

"In potentie zou je de arm van een patiënt onder een laser kunnen plaatsen om hun voortgang te diagnosticeren of te meten zonder weefsel te hoeven wegsnijden", zegt Wilson, ontvanger van het Lisa en Desi Rhoden University Professorship.

Mughda en zijn collega-onderzoekers bouwen voort op bevindingen uit de recente publicatie van Wilson waarin mitochondriën in uitgesneden spiervezels werden geanalyseerd om de accumulatie van elektronen in de mitochondriale ademhalingsketen te meten. Hun studie is ook gebaseerd op de recentelijk gepubliceerde ontdekking van Wilson die aantoonde dat voorbijgaande absorptiespectroscopie gevoelig is voor effecten van het Barth-syndroom, een soort mitochondriale ziekte, op supercomplexen van de elektronentransportketen.

"Het is fascinerend om te helpen bij het bouwen van technologieën die deze ongelooflijk gedetailleerde afbeeldingen van cellen kunnen produceren", zei Mugdha. "Door de fysica in de microscoop kunnen we zoveel meer zien."

Nadat Mugdha is gepromoveerd, wil hij zijn kennis en liefde voor technologie gebruiken om een ​​verschil te maken. "Ik denk dat er veel kansen zijn in de industrie die me in staat zullen stellen een grote impact te maken", zei hij.