Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Mikroskopowe stanowisko do śledzenianicieni Caenorhabditis elegans do

zastosowań w badaniachneurobiologicznych.

Mateusz Kowalski

Zielona Góra, 16 listopada 2012

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

1 Zagadnienie śledzenia nicieni

2 Systemy do śledzenia nicieni

3 System WormSpy

4 Podsumowanie

5 Zespół badawczy

6 Inne projekty realizowane przez zespół

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Caenorhabditis elegans

w 1998 roku zsekwencjonowano w całości genom nicienia40% genów C.elegans znajduje się również w genomieczłowiekanicienie wykorzystwano w badaniach nad: chorobąParkinsona, chorobą Alzheimera, dystrofią mięniowąDuchenne’a

Cechy nicienia:

rozmiary: 1 mm x 80 µmliczba komórek: 959liczba komórek nerwowych: 302stosunkowo niewielka liczbapołączeń nerwowych

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Zachowania niceni

Nicienie wykorzystywane są w badaniach : substancjiuzależniających, toksycznych, oddziaływujących na układnerwowo-mięniowy.

Zachowania nicieni bada się w kontekcie:

ruchu (przemieszczania się)składania jajzachowań płciowych

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Podstawowe manewry

Film dostępny również tutaj

Wyróżnić można następujące wzorce ruchu(manewry) nicieni:

Long runShort run

Omega turnReversal

mymovie4.aviMedia File (video/avi)

http://pk.cie.put.poznan.pl/nicienie/mymovie4.avi

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Systemy do śledzenia nicienii

Podstawowe konfiguracje systemów do śledzenia ruchu nicieni:

1 Nieruchoma kamera wysokiej rozdzielczoci i nieruchomaszalka

2 Nieruchomy mikroskop z kamerą i nieruchoma szalka3 Nieruchomy mikroskop z kamerą i ruchoma szalka4 Ruchomy mikroskop z kamerą i nieruchoma szalka

Kryteria doboru konfiguracji:

Śledzenie wielu nicieni i pojedynczego nicieniaHoryzont czasowy śledzeniaMożliwość obserwacji szczegółów anatomicznychKoszty budowyOczekiwana dokładność

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Przykłady systemówdo śledzenia nicieni

MRC Laboratory of Molecular Biology

stanowisko z ruchomymrejestratoremwspółpracuje z Worm Tracker 2.0duża dokładność pozycjonowania

Howard Hughes Medical Institute

stanowisko z kamerą wysokiejrozdzielczości: (2352 x 1728)stosunek µm/pix: 24

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Wybrane programydo analizy ruchu nicieni

Analiza ruchu pojedynczegonicienia:

Worm Tracker 2.0NemoCoLBeRT

Analiza ruchu wielu nicieni:

The Parallel Worm TrackerOptoTrackerThe Multi Worm Tracker

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Budowa stanowiska

Stanowisko z ruchomymrejstratorem:

Obrazy 640 x 480, 15-30 fpsMożliwość pracy dla pikselao wymiarach: 5 x 5 µmPodstawowy krok 250 µmKorekcja pozycjonowania woparciu o sprzężeniewizyjneZakres roboczy: 10 x10 cmMożliwoć ciągłegośledzenia do kilku godzin

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Film zarejestrowanyprzez WormSpy

Film dostępny również tutaj

nicienie_0003.aviMedia File (video/avi)

http://pk.cie.put.poznan.pl/nicienie/nicienie_0003.avil

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Oprogramowanie WormSpy

Podstawowe zadania realizowane prez oprogramowaniezwiązane z procesem śledzenia:

detekcja nicienia na obrazieokreślenie położeniawzględem pierwszej klatkikorekcja położeniazapis wybranych cechmożliwość podglądu wtrakcie pracy

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Rozpoznawanie Omega turns

Miara oparta na prostychcharakterystykach kształtuBadania dla 91 nicieni zczego 43 wykonują omegaturnsFAR = 2,6%FRR= 6.9%

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Podsumowanie

Wykonane prace:

Kompletny system do śledzenia ruchu nicieniOprogramowanie ułatwiające analizę sekwencji obrazów zjednym lub wieloma nicieniamiMetody klasyfikacji wzorców ruchu nicieni

Planowane prace:

Zebranie bazy cech opisujących nicienia w trakcie ruchuMetody klasyfikacji wzorców ruchu nicieni - kontynuacja pracZastosowanie do badań substancji wpływających na układnerwowo-mięśniowym

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Publikacje

Sobkowiak,R. and Lesicki,A.,Genotoxicity of nicotine in cellculture of Caenorhabditis elegans evaluated by the cometassay, 2009, Drug Chem Toxicol 32, 252-257.

Sobkowiak,R. and Kowalski,M. and Lesicki,A. Concentration-and time-dependent behavioral changes in Caenorhabditiselegans after exposure to nicotine, 2011, PharmacolBiochem Behav 99, 365–370.

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Zespół badawczy

Politechnika PoznańskaWydział Elektryczny

Instytut Automatyki i InżynieriiInformatycznej

Zakład Automatyki i Robotyki

Dr hab. inż. A. Kasiński

Dr inż. P. Kaczmarek

Mgr inż. M. Kowalski

Mgr inż. R. Kabaciński

Inż. M. Matuszczak

Inż. K. Tranbowicz

Uniwersytet im. Adama MickiewiczaWydział Biologii

Instytut Biologii EksperymentalnejZakład Biologii Komórki

Prof. dr hab. A. Lesicki

Dr R. Sobkowiak

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Inne projektyrealizowane przez zespół

Egzoszkielet

Prototyp egzoszkieletuPrace nad interfejsemopartym o sygnałybiologiczne i fizyczneBadania nad strategiamikroczeniaBadania nad sterowaniemruchem z wykorzystaniemdynamiki własnej

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Inne projektyrealizowane przez zespół

Analiza sygnałów biologicznych

Analiza sygnałów: EMG, MMG,EEGBadanie wpływu drgań naaktywność mięśni kończyny górnej

Mikroskopowestanowisko do

śledzenia nicieniCaenorhabditis

elegans dozastosowań w

badaniach neuro-biologicznych.

MateuszKowalski

Plan

Zagadnienieśledzenia nicieni

Systemy dośledzenia nicieni

SystemWormSpy

Podsumowanie

Zespół badawczy

Inne projektyrealizowaneprzez zespół

Inne projektyrealizowane przez zespół

Bioidentyfikacja

Stanowisko do akwizycji obrazóww bliskiej podczerwieniBaza 2400 obrazów wzorównaczyń krwionośnych wewnętrznejstrony dłoni i nadgarstkaObrazy zebrane od 50 osób wróżnych odstępach czasowychOpracowane autorskie metodyklasyfikacjiBaza dostępna na stronie:biometrics.cie.put.poznan.pl/

Zagadnienie sledzenia nicieniSystemy do sledzenia nicieniSystem WormSpyPodsumowanieZespół badawczyInne projekty realizowane przez zespół