Phát hiện ung thư sớm bằng máy ảnh mô phỏng mắt tôm bọ ngựa

Tôm bọ ngựa
Tôm bọ ngựa - Loài tôm xinh đẹp và mạnh mẽ của đại dương.

Các nhà khoa học từ Đại học Queensland, Úc đã phát hiện ra rằng tôm bọ ngựa có thể nhìn thấy nhiều loại ung thư bên trong cơ thể chúng ta. Nhóm nghiên cứu đang tái tạo khả năng tuyệt vời này thành công nghệ chụp ảnh có thể đưa vào điện thoại thông minh.

Tôm bọ ngựa (Mantis shrimp - Odontodactylus scyllarus) có thể nhìn thấy ung thư và hoạt động của các tế bào thần kinh của chúng ta, vì chúng có đôi mắt độc đáo được gọi là mắt ghép. Loại mắt này có thể điều chỉnh để phát hiện ánh sáng phân cực - một loại ánh sáng phản xạ khác nhau từ các loại mô khác nhau, bao gồm mô ung thư hoặc mô khỏe mạnh.

Con người không thể nhìn thấy điều này, nhưng một con tôm bọ ngựa có thể làm được một cách dễ dàng, đại diện Viện nghiên cứu não Queensland tại Đại học Queensland phát biểu trong một thông cáo báo chí. Chúng ta nhìn thấy màu sắc với sắc độ và sắc thái trên các vật thể tương phản - ví dụ như một quả táo đỏ trên cây xanh - nhưng nghiên cứu cho thấy một số động vật sử dụng ánh sáng phân cực để phát hiện và phân biệt giữa các vật thể.

tôm bọ ngựa
Cấu tạo mắt ghép đặc biệt của tôm bọ ngựa.

Nhóm nghiêm cứu hiện đã làm việc với nhiều cộng tác viên khắp thế giới để tạo ra một chiếc máy ảnh có thể tái tạo khả năng này và hy vọng có thể phát triển công nghệ này trên điện thoại thông minh để mọi người có thể quét cơ thể để phát hiện ung thư tại nhà.

Công nghệ máy ảnh mà các nhà khoa học đã phát triển được phối hợp chặt chẽ với các nhà khoa học Hoa Kỳ và Vương quốc Anh, có thể cung cấp phản hồi ngay lập tức khi phát hiện ung thư cũng như theo dõi hoạt động của các tế bào thần kinh bị phơi nhiễm.

Cấu tạo mắt ghép của tôm bọ ngựa có chứa các nhóm tế bào quang gọi là ommatidium. Mỗi loại ommatidium này có các vi nhung mỏng có thể lọc ánh sáng phân cực, cũng như chứa các thụ thể nhạy cảm với ánh sáng. Để mô phỏng điều này trong máy ảnh, các nhà khoa học đã sử dụng các dây nano nhôm để tái tạo microvilli lọc phân cực và đặt chúng lên trên các diod quang (photodiod), chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện, sau đó các thông điệp vô hình được chuyển thành màu sắc mà hệ thống thị giác của chúng ta có thể xử lý được.

Các hệ thống phân tích hình ảnh hiện tại đã sử dụng ánh sáng phân cực để phát hiện ung thư, nhưng vẫn có những hạn chế về kích thước khối u quá nhỏ mà chúng không thể phát hiện hoặc đòi hỏi phải có thiết bị phức tạp hơn. Bằng cách mô phỏng mắt của tôm bọ ngựa, các nhà khoa học hy vọng sẽ cải thiện công nghệ của đến mức có thể đưa vào điện thoại thông minh, điều này sẽ làm giảm nhu cầu về các phương pháp phát hiện ung thư xâm lấn hơn, chẳng hạn như sinh thiết và có thể giúp phát hiện ung thư sớm hơn.

Hiện tai, các cảm biến mô phỏng mắt của tôm bọ ngựa đã được sử dụng để nhận thấy hoạt động của các tế bào thần kinh não trong thời gian thực, cũng như chẩn đoán sớm các mô ung thư ở chuột.

Theo The Science Alert

Thảo Nguyễn
Đăng ngày: 02/12/2019