जुकरबर्ग फंड: कैसे "दोस्त बनाने" ऑप्टिकल तकनीक और बायोमेडिसिन

बायोमेडिकल तकनीक को गति देने के लिए, फेसबुक के निर्माता ने इमेजिंग वैज्ञानिकों (दृश्य जानकारी एकत्र करने, भंडारण, खोज और प्रसंस्करण के विज्ञान में शामिल वैज्ञानिकों) को वित्त देने का फैसला किया।



फाइब्रोब्लास्ट्स के कन्फोकल माइक्रोस्कोपी, जो संयोजी ऊतक में महत्वपूर्ण हैं। नाभिक नीले रंग में, एक्टिनिक फाइबर लाल और हरे रंग में ट्यूबिलिन में चिह्नित होते हैं। फोटो: iStock.com

16 वीं शताब्दी के अंत में माइक्रोस्कोप के आविष्कार ने वैज्ञानिकों को पहली बार माइक्रोस्कोपिक दुनिया का पता लगाने की अनुमति दी, लेकिन नैदानिक ​​चिकित्सा में एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में माइक्रोस्कोप का मूल्यांकन करने में वैज्ञानिकों को 200 साल लग गए। आज, अणुओं, कोशिकाओं और ऊतकों की छवियां जैव चिकित्सा अनुसंधान और नैदानिक ​​अभ्यास में एक महत्वपूर्ण कदम हैं। हालांकि, इमेज प्रोसेसिंग सॉफ्टवेयर की खामियों और नई माइक्रोस्कोपिक तकनीकों के प्रसार ने इस क्षेत्र में प्रगति को धीमा कर दिया है।

चैन जुकरबर्ग इनिशिएटिव (सीजेडआई) ने पिछले साल तीन इमेज प्रोसेसिंग वर्कशॉप आयोजित कीं, जिनमें क्रमशः माइक्रोस्कोपी, सेल और सबसेलुलर इमेजिंग और मेसोस्केल और मैक्रोसेल इमेजिंग के लिए कम्प्यूटेशनल टूल पर ध्यान केंद्रित किया गया। हमने संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में सात अलग-अलग छवि प्रसंस्करण केंद्रों का भी दौरा किया। हमें प्राप्त प्रतिक्रिया में, हमने तकनीकी विशेषज्ञता के उपयोग के माध्यम से छवि प्रसंस्करण के क्षेत्र में प्रगति में तेजी लाने की संभावना को देखा, जो दृश्य जानकारी (आरएफए) को इकट्ठा करने, भंडारण, खोज और प्रसंस्करण के विज्ञान में शामिल वैज्ञानिकों के लिए सूचना प्रणालियों के प्रावधान के लिए हमारे अनुरोध का आधार बन गया।

सीजेडआई के नए इमेजिंग वैज्ञानिकों के कार्यक्रम का उद्देश्य जीवविज्ञानियों और प्रौद्योगिकी विशेषज्ञों के बीच सहयोग का विस्तार करके जीव विज्ञान और चिकित्सा के विकास में तेजी लाना है, जिससे माइक्रोस्कोपी उपकरण में सुधार होगा। यह कार्यक्रम संयुक्त राज्य अमेरिका में तीन से पांच वर्षों तक छवि प्रसंस्करण केंद्रों में काम करने के लिए इस कार्यक्रम में 10 वैज्ञानिकों का समर्थन करेगा। ये आविष्कारक इंजीनियर, भौतिक विज्ञानी, गणितज्ञ, प्रोग्रामर, या जीवविज्ञानी हो सकते हैं जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी तकनीक या डेटा विश्लेषण के विशेषज्ञ होते हैं।

इमेज प्रोसेसिंग क्यों?

माइक्रोस्कोपी - कोशिका जीव विज्ञान की मुख्य विधि - जीव विज्ञान और चिकित्सा के आधार पर केंद्रीय है। माइक्रोस्कोपी भी पैथोलॉजी की कुंजी है, जो रोगों के कारणों और परिणामों को निर्धारित करता है। माइक्रोस्कोपी के साथ, चिकित्सा इमेजिंग पूरे जीव के स्तर पर एक बीमारी का निदान करने के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका प्रदान करता है। इमेजिंग विधियों में सुधार का अर्थ है, बायोमेडिसिन के व्यापक क्षेत्रों में सुधार करना, जो कि विज्ञान और प्रौद्योगिकी का समर्थन करने के लिए सीजेडआई के मिशन का मुख्य विचार है, जो इस सदी के अंत तक सभी बीमारियों का इलाज, रोकथाम या रोक देगा।

पिछले एक दशक में, तकनीकी विकास किए गए हैं जिन्होंने ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के संकल्प को नाटकीय रूप से बढ़ाया है । अब, उदाहरण के लिए, कोई जीवित कोशिकाओं में उन अणुओं के आंदोलन का निरीक्षण कर सकता है जिन्हें फ्लोरोसेंट मार्करों के साथ लेबल किया गया है। लेकिन इन नए माइक्रोस्कोपों ​​में से कई का विपणन नहीं किया गया है, और इन नए प्रकार के डेटा का विश्लेषण करने के लिए सॉफ़्टवेयर हार्डवेयर में प्रगति से पीछे है। हम मानते हैं कि यह समस्या जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों के बीच अपर्याप्त बातचीत के कारण है; हमारे इमेजिंग वैज्ञानिक कार्यक्रम इस समस्या को हल करने के लिए प्रतिबद्ध हैं।



शोधकर्ता यह जांचता है कि ऊतक एक फ्लोरोसेंट एंटीबॉडी (एलेक्सा फ्लोर 555) के साथ दाग रहे हैं या नहीं। फोटो: जॉबेल पेराल्टा

छवि केंद्र डिजाइन समर्थन

छवि प्रसंस्करण केंद्र विश्वविद्यालयों, चिकित्सा केंद्रों, या अनुसंधान संस्थानों में शोधकर्ताओं के बीच अत्याधुनिक माइक्रोस्कोप, अंग इमेजिंग उपकरण और संबंधित सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं। छवि प्रसंस्करण केंद्रों की हमारी यात्राओं के दौरान, हमने जीवविज्ञानियों से सीखा कि वे हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर इंजीनियरों के साथ संपर्क की बहुत सराहना करते हैं, लेकिन बायोमेडिसिन में इस तकनीक को कम करके आंका जाता है। उदाहरण के लिए, यूएस इमेज प्रोसेसिंग सेंटर के इंजीनियर अक्सर भुगतान की गई सेवाओं द्वारा वित्त पोषित होते हैं। ट्रस्ट फंड की यह कमी उनकी रचनात्मक सरलता में बाधा डालती है, उनके अनुभव को पूर्ण रूप से उपयोग करने की अनुमति नहीं देती है, और उनके ध्यान को प्रणालीगत प्रगति तक सीमित करती है जो पूरे क्षेत्र को बेहतर बना सकती है। सीजीआई पुरस्कार से प्राप्त धनराशि का उपयोग दृश्य सूचनाओं को एकत्र करने, भंडारण, खोज और प्रसंस्करण के विज्ञान में शामिल वैज्ञानिकों को वेतन लागत का भुगतान करके किया जाएगा ताकि वे अपनी परियोजनाओं में प्रायोगिक जीव विज्ञान में शामिल लोगों के साथ अधिक गहराई से और रचनात्मक बातचीत कर सकें।

छवि प्रसंस्करण हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर में सुधार

आधुनिक माइक्रोस्कोपी लंबे समय तक बहुत उच्च गति या समय चूक वीडियो पर 3 डी छवियों को उत्पन्न कर सकता है। जैविक समुदाय संसाधित छवियों के ऐसे बड़े संस्करणों को साझा करने, उनका विश्लेषण और कल्पना करने की कोशिश कर रहा है। ओपन सोर्स टूल्स का मौजूदा पारिस्थितिकी तंत्र वैज्ञानिकों की सबसे जरूरी जरूरतों को पूरा करता है, लेकिन इन उपकरणों का उपयोग करना मुश्किल है, बातचीत करना मुश्किल है और अभी तक मशीन सीखने का उपयोग करके उपयोगकर्ता इंटरफेस के विकास और स्वचालन में आधुनिक प्रगति शामिल नहीं है। इसके अलावा, कई नए सूक्ष्मदर्शी, विशेष रूप से विकास के तहत आने वाले, विधानसभा और यहां तक ​​कि उनके साथ काम करने के लिए विशेष विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है। हम देखते हैं कि जीवविज्ञानियों और इंजीनियरों के लिए ज्ञान के अपने क्षेत्रों पर ध्यान केंद्रित करना कितना महत्वपूर्ण है, उन समस्याओं को हल करने के लिए मिलकर काम करना जो उन्नत तकनीकों की भागीदारी की आवश्यकता होती है।

सीजेडआई के साथ काम करने वाले वैज्ञानिक छवि प्रसंस्करण के लिए नवीनतम हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर का उपयोग और सुधार करने के लिए जीव विज्ञानियों के साथ सीधे काम करेंगे। नियमित चर्चा और बातचीत के माध्यम से, इंजीनियरों की यह ऑन-साइट टीम माइक्रोस्कोपी के क्षेत्र में सॉफ्टवेयर और डेटा के बुनियादी ढांचे की जरूरतों का निर्धारण करेगी, यह निर्धारित करेगी कि वर्तमान में कौन से सॉफ्टवेयर पैकेज सबसे उपयोगी हैं, इन प्रणालियों को कैसे बेहतर बनाया जा सकता है, और क्या यह पूरी तरह से नए सॉफ्टवेयर को विकसित करने के लिए आवश्यक है। खुले विज्ञान में हमारी रुचि के हिस्से के रूप में, CZI की अपनी पूर्णकालिक इंजीनियरिंग टीमें हैं, जो इस वातावरण के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर सॉफ्टवेयर विकसित करती हैं, जैसे GitHub जैसी खुली विकास साइटों का उपयोग करती हैं, और अनुमति के भीतर हमारी अपनी टीम और हमारे वित्त पोषित भागीदारों द्वारा विकसित सॉफ्टवेयर जारी करती हैं। खुला स्रोत लाइसेंस



एक खुर्दबीन के नीचे संस्कृति में मानव त्वचा कोशिकाओं के प्रतिदीप्ति दृश्य। नाभिक नीले रंग में, एक्टिनिक फाइबर लाल और हरे रंग में ट्यूबिलिन में चिह्नित होते हैं। फोटो: iStock.com

नई छवि प्रसंस्करण तकनीकों का व्यापक और तेज़ साझाकरण

यह केवल नई तकनीकों को विकसित करने के लिए पर्याप्त नहीं है, इन नई प्रौद्योगिकियों को व्यापक रूप से और जल्दी से वितरित किया जाना चाहिए। जीवविज्ञानी के साथ दैनिक एक-पर-एक बातचीत के अलावा, सीजेडआई के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों को आधुनिक माइक्रोस्कोपी तकनीकों का प्रसार करने वाले पाठ्यक्रमों को सिखाना होगा और जो दुनिया भर के वैज्ञानिकों और छात्रों के लिए खुले हैं। उनसे इस क्षेत्र और इसकी जरूरतों में प्रगति की पहचान करने के लिए छवि प्रसंस्करण विशेषज्ञों के एक व्यापक नेटवर्क का हिस्सा बनने की भी उम्मीद है। साल में दो बार, वैज्ञानिक प्रसंस्करण और संबंधित प्रसंस्करण और संबंधित बायोमेडिकल क्षेत्रों में सीजेडआई की बैठकें परिचितों, विनिमय अनुभव और ज्ञान बनाने और छवि प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में सुधार बनाने के लिए एक दूसरे के अनुभव का उपयोग करने का अवसर प्रदान करेगी।

सीजेडआई और सॉफ्टवेयर

चैन जुकरबर्ग इनिशिएटिव का अनूठा डिजाइन सॉफ्टवेयर इंजीनियरों की पूर्णकालिक टीम की मदद से सॉफ्टवेयर विकास के साथ पारंपरिक परोपकारी समर्थन को जोड़ता है। टीमें सीजेडआई के तीन स्तंभों की सेवा करती हैं: विज्ञान, शिक्षा और न्याय और अवसर। विकसित सॉफ़्टवेयर खुले स्रोत कोड के साथ, एक नियम के रूप में, स्वतंत्र रूप से वितरित किया जाता है और बाहरी डेवलपर्स और उपयोगकर्ताओं के सहयोग से विकसित किया जाता है। शिक्षाविदों, शिक्षकों और सामाजिक सेवा क्षेत्र के साथ जुड़कर सीजेडआई को उन क्षेत्रों की पहचान करने में मदद मिलती है जहां इसके इंजीनियर इन विविध क्षेत्रों में अधिकतम मूल्य प्राप्त कर सकते हैं। हमारी प्रौद्योगिकी टीम के बारे में अधिक जानने के लिए, CZI प्रौद्योगिकी ब्लॉग की सदस्यता लें।

इस कार्यक्रम की मदद से, इमेजिंग वैज्ञानिक, सीजेडआई माइक्रोस्कोपी और सॉफ्टवेयर के क्षेत्र में विशेषज्ञों का योगदान करने की उम्मीद करते हैं जो इस क्षेत्र को आगे बढ़ाते हैं, इसकी वर्तमान समस्याओं और भविष्य की क्षमता की पहचान करते हैं। आप RFA पढ़ सकते हैं और 3 अक्टूबर, 2018 तक 17:00 प्रशांत समय तक आवेदन कर सकते हैं। कृपया इन महत्वपूर्ण दृष्टिकोणों को साझा करें और इस जानकारी को फैलाने में हमारी मदद करें! प्रशासनिक, प्रोग्रामेटिक, तकनीकी सहायता, या अन्य RFA संबंधित समस्याओं के लिए, कृपया sciencegrants@chanzuckerberg.com से संपर्क करें। फंडिंग के अवसरों पर अपडेट रहने के लिए, हमारे न्यूज़लेटर की सदस्यता लें । विज्ञान में काम करने के बारे में अधिक जानने के लिए, हमारी वेबसाइट पर जाएँ या ट्विटर पर हमारा अनुसरण करें ।

एड मैकलेसकी, शोधकर्ता

मार्च 2017 से एड मैक्लेस्की चैन जुकरबर्ग इनिशिएटिव में रिसर्च फेलो रहे हैं और इससे पहले हॉवर्ड ह्यूजेस मेडिकल इंस्टीट्यूट में 10 साल तक उनके साथी रहे हैं। वह यूनिवर्सिटी ऑफ़ ओरेगन हेल्ट एंड साइंस (1993-2007) और वाशिंगटन मेडिकल स्कूल (1986-1993) विश्वविद्यालय में वोल्लुम संस्थान में प्रोफेसर और वैज्ञानिक थे। उनका शोध कैल्शियम-चयनात्मक आयन चैनलों के बायोफिज़िकल गुणों और आयन चैनल खोलने पर केंद्रित है जो विभिन्न प्रकार के दर्द का कारण बनता है। उन्होंने फिजियोलॉजी और न्यूरोलॉजी सिखाई और वुड्स हॉल मरीन बायोलॉजिकल लेबोरेटरी में न्यूरोबायोलॉजी का कोर्स किया।

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फिल्मटेक-एक्सेलेरेटर के लिए अनुप्रयोगों का रिसेप्शन 27 सितंबर तक बढ़ाया गया है।

विषय: "एजिंग: एक सामाजिक समस्या के तकनीकी समाधान" - मानव जाति की उम्र बढ़ने से जुड़ी सामाजिक, आर्थिक और सांस्कृतिक समस्याओं को हल करने के लिए तकनीक का उपयोग कैसे करें।