Wetenschappers maken 281-gigapixelfoto van embryo

Nederlandse onderzoekers hebben een foto van 281 gigapixels gemaakt van een zebravis-embryo. Door het grote aantal pixels is het mogelijk om ver in te zoomen, waardoor de gebruikte fototechniek het bestuderen van cellen makkelijker maakt.

De wetenschappers zijn werkzaam aan het LUMC en maakten de foto door in totaal 26.000 plaatjes met elkaar te verbinden. Elke individuele foto werd gemaakt met een elektronenmicroscoop, die zeer gedetailleerd intracellulaire structuren kan weergeven in zwart-wit. De samengestelde foto bestaat uit 281 gigapixels, met maar liefst 16 miljoen ppi. Door de extreem hoge pixeldichtheid kunnen wetenschappers ver inzoomen op de intracellulaire structuren van het zebravis-embryo, dat 1,5mm meet in de lengte. De bewuste 281-gigapixelafbeelding is te bekijken via een speciaal daarvoor ingerichte webpagina.

Het samenvoegen van de met de elektronenmicroscoop gemaakte foto's stelt wetenschappers in staat om cellulaire structuren te bestuderen. Daarbij is de techniek ook te gebruiken voor andere weefsels of cellen. Het is bijvoorbeeld mogelijk om foto's te nemen van menselijke cellen, om deze te analyseren op afwijkingen, aldus de wetenschappers.

Wetenschappers maken van de zebravis gebruik als modelorganisme, wanneer onderzoek bij mensen bijvoorbeeld ethisch gezien onwenselijk is. De zebravis is voor veel medische onderzoeksgebieden inzetbaar, waaronder genetica, medicijnenonderzoek en embryologie.

Reacties (52)

Mooi, maar wat willen ze eigenlijk leren van deze foto? Wat de techniek betreft: ben benieuwd hoelang het zal duren voordat we camera's met 1 gigapixel in het wild gaan zien, laat staan deze 281.

Hun immuunsysteem is redelijk vergelijkbaar met dat van zoogdieren (dus ook de mens). Deze minuscule visjes zijn doorzichtig en je hoeft geen toestemming van de ethische commissie om ze voor experimenten te gebruiken, dus ze zijn nuttig om bijvoorbeeld biomaterialen (voor nieuwe implantaten) te testen.

Inderdaad, door deze visjes tot 3 dagen na fertilisatie (dpi) geen dieren te noemen hoef je niet aan de Dier Ethische Commissie (DEC) te vragen om met ze te experimenteren. Een nogal dubieuze loophole als je het aan mij vraagt . Ik heb niets tegen zorgvuldige (!) proeven met dieren maar wees gewoon een man en noem het beestje bij de naam!

Dat is ook de reden dat veel medicijnen tegenwoordig eerst op kippenembryo's (die nog in het ei zitten dus) gescreend worden, puur omdat je zo de DEC 'omzeilt' en het een hoop tijd en papierwerk bespaard.

Deze techniek is al eerder gebruikt om "megafoto's" te maken... denk bijvoorbeeld aan de foto die gemaakt is tijdens de inauguratie van Barack Obama waarbij ze uit mijn hoofd 10.000 foto's aan elkaar geplakt hebben om zo het hele plein op 1 foto te krijgen waarbij je op elk detail kan inzoomen en zo elk gezicht kan herkennen van de mensen die toekeken of op het podium stonden.
Dit zou ook een leuke gimmick zijn voor de Olympische spelen om zo een panorama foto te maken van het Olympisch stadion waarbij alle bezoekers in 1 keer op de foto staan en zichzelf terug kunnen zien.

Niet helemaal correct het is niet het aan elkaar plakken.
Echt geen fotosoep dus, alle foto's worden volautomatisch op pixel niveau aan elkaar gezet zonder overlap. Dat is iets anders dan zelf iets aan elkaar plakken.

https://electronmicroscopy.lumc.nl/virtualnanoscopy.html

Ze werken tegen/over de grenzen van wat waar genomen kan worden met een electronenmicroscoop, ze hebben zelf programma's geschreven voor ruisonderdrukking en vervorming van de lenzen en willen mogelijk een combinatie van deze programma's maken.
Zo hebben ze ook een programma wat zelfs de string van een DNA volgt (continu automatische herberekening van de bochten en cellen/moleculen)

Zo hebben ze ook een aardige wand in elkaar gefabriceerd waarop ze mooi kunnen kijken naar hun "fototjes"

Opslag van terrabyte aan materiaal is daar normaal, een onderzoekje van 3-4 maanden en hop weer 10TB vol.

[Reactie gewijzigd door ollie1965 op 10 augustus 2012 10:35]

het is niet 1 foto, het is een samengestelde foto zoals in t artikel staat.

En het is ook geen gewone camera, maar een elektronen microscoop die de foto's heeft genomen.

..Een electronenmicroscoop is geen camera. Het is een camera met een electronenmiscrscoop als lens of lenstoevoeging.

Voor sommige mensen, dat valt erg op hier, gaat het maar om één ding: wanneer kan IK deze techniek consumeren.

"met maar liefst 16 miljoen ppi."

ppi, pixels per inch.

Ik heb dit nooit begrepen, waarom zou je pixels per inch aanduiden op een digitale foto? Er bestaan zo goed als geen printers die 16 miljoen ppi kunnen printen, dus daar hebben ze het niet over.

16mil PPI op je scherm? Dat hangt af van je schermgrootte, schermresolutie, en hoever je op ieder moment ingezoomd hebt op het plaatje. Je scherm zelf heeft naar alle waarschijnlijkheid minder dan 100 ppi.

[Reactie gewijzigd door simen op 7 augustus 2012 18:29]

In dezen is het toch wel relevant. Het embryo heeft namelijk een grootte in inch en ook een grootte in pixels op de foto. De verhouding tussen deze twee geeft de nauwkeurigheid van de foto aan.
Deze foto is dus zo nauwkeurig dat je 16M/100 = 160 000 keer moet inzoomen voordat je de volleige details op je 100 ppi scherm kunt tonen.

Ah, daar had ik aan moeten denken. Bedankt!

Het is een beeld van een zebravis embryo. De ppi is waarschijnlijk berekend uitgaande van een 1:1 weergave (dus zodanig dat het beeld van de embryo even groot is als de embryo).

"met maar liefst 16 miljoen ppi."

ppi, pixels per inch.

Ik heb dit nooit begrepen

16 miljoen pixels per inch van het voorwerp.

Waar ik nu erg benieuwd naar ben is de totale grootte van de afbeelding, hier vind ik niets over terug ? Ben wel benieuwd of we het over gb's of mb's hebben.

Dat is niet zo moeilijk uit te rekenen. (Er vanuit gaande dat men niet voor .jpg gekozen heeft i.v.m. de lossy compressie.)
281 gigapixels = 281 000 000 000 pixels. Het is een zwart/wit afbeelding, dus 1 byte per pixel moet kunnen (als ze met 256 kleurtinten genoegen nemen). Dus daar heb je gelijk je aantal bytes. 281 Gigabyte. Daar komt alle meta-informatie nog bij, dus met een USB-schijfje van 1TB red je het wel.

Je hebt natuurlijk ook lossless compressie. Ik heb het hier even getest; een 129kb .bmp werd 29kb PNG(lossless)

edit: Heb hetzelfde plaatje ook even naar grayscale omgezet. Nu is de BMP 45kb en de PNG 16kb.

[Reactie gewijzigd door simen op 7 augustus 2012 19:02]

Ik zou stellen dat het wel moeilijk uit te rekenen is. Je slaat een foto niet per pixel en per kleur(tint) op. Ik dacht dit eerst ook maar met simpele trucjes kan je al vele MB's besparen .

Een simpel voorbeeld zou zijn dat je de kleurtint alleen specificeert wanneer er een verandering in zit. Dan gaat hij lijn voor lijn af totdat er een kleurtint verandert. Alleen hiermee heb je al winst zonder dat er iets verloren gaat.

De reden dat je het niet kunt uitrekenen is dat de grootte heel erg kan schommelen, afhankelijk van hoeveel trucjes je gebruikt en of je geluk hebt.

Natuurlijk kan je de foto nog kleiner maken door akkoord te gaan met verlies (bijv: grote kans dat komende pixels lichtgrijs zijn). Maar dit hoeft niet.

Met mijn bachelor eindproject heb ik hele dagen afbeeldingen gemaakt met een scanning electron microscoop (SEM). De afbeeldingen worden vaak opgeslagen als TIFF en zijn ongeveer tussen de 2 en 12 MB per stuk.

Het is namelijk sterk afhankelijk van de kwaliteit waarmee je de afbeeldingen opneemt met je SEM. Vaak zijn de afbeeldingen met 16 bits kwaliteit opgeslagen.

Ik vermoed dat het eerder GB (of MB) zal zijn, mb is namelijk vrij klein

hmm ik probeer in te loggen op hun webpagina als Guest. Krijg ik als return terug dat de server niet reageert.
Het zal momenteel druk zijn

Gebeurt regelmatig met websites die als bron in tweakersartikelen gelinkt worden. Helemaal als het een Hot item is .

klassiek slashdot effect.

Ik weet niet wat ze gebruiken, maar zo'n Google Maps systeem hiervoor lijkt me zo gek nog niet. Voor het in- en uitzoomen dan hé, niet voor navigeren binnen zo'n embryo

Juist navigatie naar interessante plekken en streetview zou ik leuk vinden bij deze foto..

Heeft dus hetzelfde effect als 'pannen' onder de microscoop?

Ja. Ze hadden ook één enkele foto van het embryo kunnen maken op veel lagere vergroting, maar dan kun je niet zover inzoomen om alle details te kunnen bekijken...

Als ik mij niet vergis hebben ze een dergelijk systeem ook al beschikbaar voor de studenten aan de KUL! (alleen dan niet 281 gigapixel)

Het helpt gigantisch bij het studeren om een realistisch beeld te zien en in te kunnen zoomen ipv een schematische weergave te analyseren.

Je kan bijvoorbeeld elementen in structuren leren herkennen en linken aan een groter biologisch systeem!

Niet helemaal lees het origineel maar eens

https://electronmicroscopy.lumc.nl/virtualnanoscopy.html

En mijn reactie hier ergens boven

Op de TU Delft staan er (voor zover ik weet en heb gezien) 5

Maar dit systeem is ook niet 281 gigapixel, ze hebben een heleboel opnames aan elkaar geplakt om dat te realiseren. De camera/microscoop die gebruikt is heeft 281 gigapixel gedeeld door 26.000... Oftewel 281000000000 / 26000 = 10,8 megapixel afgerond.

wat ik me dan afvraag hebben ze aan die embryo gevraagd blijf ff stil liggen we moeten een ziljoen foto's maken

Een organisme blijft niet zo lang in leven als je 'm onder een elektronenmicroscoop legt... Dat wordt dan ook niet gedaan.

Daarnaast, niet-elektrischgeleidende onderwerpen worden meestal vooraf gecoat met een dun laagje (goud/palladium/koolstof).

Jammer dat die speciaal website, ook een speciaal wachtwoord en username gebruikt.

Edit:1
kunnen jullie niet gewoon gaan eten nu? Kan ik eindelijk normaal inzoemen

[Reactie gewijzigd door NiscoRacing op 7 augustus 2012 18:23]

De bewuste 281-gigapixelafbeelding is te bekijken via een speciaal daarvoor ingerichte webpagina.

Ik vind het altijd leuk als dergelijke wetenschappelijke hoogstandjes zo voor het publiek beschikbaar worden gemaakt. Hoewel we er als buitenstaanders niets van snappen (in het algemeen genomen dus), wordt er toch vaak de moeite genomen om het toegankelijk te maken. Zelfde met de marslanding deze week. Zo krijg je toch resultaten en weet je zo'n beetje waarmee die mensen zich bezighouden in hun obscure laboratoria diep onder de grond