Kategorien
Biotechnologie Digital Health Genetik Molekulare Medizin Technologie Wissenschaft

Computerspiele für Forscher

Je größer und umfassender Netzwerke sind, desto schwieriger wird auch ihre Darstellung auf dem Bildschirm. Dies betrifft auch die Interaktion verschiedener Proteinkomplexe im menschlichen Körper. Der Netzwerkwissenschaftler Jörg Menche und seine Forschungsgruppe am CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin entwickelten nun eine Virtual Reality-Plattform, die es ermöglicht, riesige Datenmengen und deren komplexes Zusammenspiel auf eine einzigartige, intuitive Weise zu untersuchen. Dabei bedienten sie sich der Technologie, die normalerweise in der Entwicklung von 3-D-Computerspielen genutzt wird.

Der menschliche Körper stellt mit seinen rund 20.000 Proteinen, die im menschlichen Genom codiert sind und miteinander interagieren, ein riesiges komplexes Netzwerk dar. Stellt man die Protein-Interaktionen dar, entsteht ein kaum darstellbares Bild aus rund 18.000 Punkten – Proteinen – und rund 300.000 Strichen zwischen diesen Punkten.
Um dieses Bild „lesbar“ zu machen, schafften es die ForscherInnen erstmals, die Gesamtheit der Proteininteraktion sichtbar zu machen, um das riesige und komplexe Netzwerk interaktiv erkunden zu können.

Die 3-dimensionale Darstellung kann insbesondere bei der Identifikation seltener Gendefekte wichtig und entscheidend für therapeutische Maßnahmen sein. „Unsere Studie stellt einerseits einen wichtigen „Proof of concept“ unserer VR-Plattform dar, andererseits zeigt sie unmittelbar das enorme Potenzial der Visualisierung molekularer Netzwerke“, so Projektleiter Menche. „Gerade bei seltenen Erkrankungen, schweren Immunerkrankungen, können Proteinkomplexe, die mit spezifischen klinischen Symptomen assoziiert werden, genauer analysiert werden, um Hypothesen über ihre jeweiligen pathobiologischen Mechanismen zu entwickeln. Dies erleichtert die Annäherung an Erkrankungsursachen sowie infolge die Suche nach gezielten therapeutischen Maßnahmen.“

Referenz:
CeMM, St. Anna Kinderkrebsforschung Wien
VRNetzer: A Virtual Reality Network Analysis Platform, Nature Communications 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-22570-w

#virtualreality #forschung #proteine #interaktionen #darstellung #3D #medizin #medimpressions

Fotocredit: Canva

Kategorien
Chirurgie Wissenschaft

HIPS: Virtual-Reality-System für Hüftgelenk-Implantationen

Deutsche Forscher haben unter der Leitung der TU Chemnitz ein Virtual-Reality-System namens HIPS entwickelt, das mit Hilfe eines Roboterarms eine „realistische“ Simulation einer hochkomplexen Hüftgelenkimplantation ermöglicht. Das HIPS-System soll zukünftige Chirurgen auf Echtzeitsituationen im OP vorbereiten.

HIPS ist das weltweit erste chirurgische VR-System für nicht minimal invasive Operationsverfahren, das ein haptisches Feedback liefert. Der Roboterarm vermittelt beim Fräsen ein realistisches Gefühl, z.B. einen Widerstand, der normalerweise während des Fräsprozesses am Knochen stattfindet.

Die Wissenschaftler planen eine Weiterentwicklung des Systems, um zusätzliche chirurgische Eingriffe damit abbilden zu können.

Referenzen:
TU Chemnitz
https://www.tu-chemnitz.de/tu/pressestelle/aktuell/9640/en

#hips #virtualreality #vr #simulation #robotik #tuchemnitz #hüftoperation #hüftimplantat #hightech #chirurgie #op #medizin #medimpressions

Fotocredits: Canva