randi_ang/Shutterstock.com Fangschreckenkrebse sind so ziemlich die Superhelden der Krustentierwelt. Sie können nicht nur eine liefern verrückter kraftvoller Schlag mit ihren Vorderkrallen, aber ihre unglaublichen Augen können es tatsächlich sehen Krebs , noch bevor Symptome auftreten.
Jetzt versuchen Forscher, Kameras zu bauen, die diese unglaubliche Fähigkeit nachbilden können, damit wir Krebs nicht nur früher erkennen, sondern auch Tumore operieren und sie im ganzen Körper genauer lokalisieren können.
Fangschreckenkrebse sind die farbenfrohen Krebstiere mit ihren Kulleraugen, die Sie wahrscheinlich schon einmal auf der Insel gesehen haben National Geographic Kanal Krabben vernichten mit ihren Vorderkrallen. Interessanterweise sind sie es nicht wirklich eine Gottesanbeterin oder eine Garnele, aber ein naher Verwandter oder Krabben und Hummer.
Die Garnelen gehören zur Ordnung Stomatopoda , und die meisten von ihnen leben in den tropischen und subtropischen Gewässern des Indischen und Pazifischen Ozeans, von Ostafrika bis Hawaii.
Fangschreckenkrebse faszinierten Forscher schon immer wegen ihrer starken Schlagkraft, aber Wissenschaftler erkannten dass sie auch ein unglaubliches Sehvermögen haben müssen, um ihrer Beute so präzise Schläge zu versetzen.
Zurück im Jahr 2014 , erkannte ein Team australischer Forscher, wie unglaublich dieses Sehvermögen war, und zeigte, dass Fangschreckenkrebse tatsächlich dazu in der Lage sind siehe Krebs.
Dies liegt daran, dass sie, wie andere Arthropoden auch, dies getan haben Facettenaugen , die aus Tausenden von sogenannten Lichteinfangrezeptoren bestehen Ommatidien - genau wie das Auge einer Fliege.
Das Besondere am Auge der Fangschreckenkrebse ist jedoch, dass sie auch etwas wahrnehmen können, das für uns Menschen unsichtbar ist – das Polarisation aus Licht.
„Sonnenlicht ist chaotisch – ein Durcheinander von Wellenlängen, die sich gleichzeitig in alle Richtungen bewegen“, erklärt Elliott Kennerson drüben bei NPR .
„Aber einige Oberflächen – zum Beispiel die Schuppen eines Fisches oder eine polarisierte Sonnenbrille – haben die Möglichkeit, das Licht, das sie reflektieren oder durchlassen, zu verändern und es so zu organisieren, dass es sich in einer einzigen Ebene bewegt.“
Während unser menschliches Auge nicht wirklich erkennen kann, wann dies geschieht – wir können den Unterschied zwischen polarisiertem und nicht polarisiertem Licht nicht wahrnehmen – können die Augen der Fangschreckenkrebse zwischen beiden unterscheiden.
Das ist wichtig, denn Forscher haben gezeigt, dass schnell wachsende Pflanzen unorganisiert sind Krebs Zellen reflektieren polarisiertes Licht tatsächlich anders als gesundes Gewebe.
Es ist ein kleiner Unterschied, der für uns unsichtbar ist, den aber eine Fangschreckenkrebse leicht erkennen könnte.
„Menschen können das nicht sehen, aber ein Mantis-Garnele könnte darauf zugehen und es treffen“, sagte Justin Marshall von der University of Queensland zurück im Jahr 2014.
Forscher haben inzwischen herausgefunden, dass dieser Unterschied in der Reflexion polarisierten Lichts tatsächlich bei Krebs im Frühstadium auftritt, bevor andere Symptome auftreten.
Teams auf der ganzen Welt arbeiten jetzt daran, Kameras zu bauen, die das Gleiche können, basierend auf den Facettenaugen von Fangschreckenkrebsen und anderen Arthropoden, wie z Schmetterlinge.
„Der Blick auf die Natur kann uns helfen, bessere und empfindlichere Bildgebungstechniken zu entwickeln“, sagt Viktor Gruev, der ein Team an der University of Illinois in Urbana-Champaign leitet sagte NPR .
Sein Team hat Kameras entwickelt, die nicht nur Polarisationsmuster auf den Oberflächen von menschlichem und tierischem Gewebe erkennen können, sondern auch klein genug sind, um für Endoskope und Koloskopien verwendet zu werden.
In einer ihrer bisherigen Studien nutzten Gruev und sein Team die Kameras bei Mäusen, um nach Anzeichen von Darmkrebs zu suchen. Herkömmliche Koloskopiekameras – die im Wesentlichen am Hintern des Patienten angebracht werden, um einen genaueren Blick auf den Dickdarm zu werfen – senden Schwarzweißbilder zurück, damit Ärzte nach abnormalen Formen wie Polypen suchen können.
Es stellt sich jedoch heraus, dass nicht alle Krebsarten klumpig sind – manchmal sind sie flach und sehen genauso aus wie das umgebende Gewebe, und bei Koloskopien können sie übersehen werden.
Deshalb nimmt Gruevs neue, von Fangschreckenkrebsen inspirierte Kamera diese Polarisationsmuster auf und wandelt sie in Echtzeit in Farbbilder um, die Ärzten genau zeigen, wo das gesunde Gewebe endet und das erkrankte Gewebe beginnt.
Interessanterweise scheinen verschiedene Arten von Krebszellen alle unterschiedliche Polarisationssignaturen zu haben. Gruev sagte es Kennerson , während gesundes Gewebe konsistent bleibt.
„Die Polarisationsstruktur macht den Krebs sichtbar“ sagte Gruev , der die Technologie als Krebs-„Mondschuss“ bezeichnet. „Im Moment erkennen wir Krebs immer noch viel zu spät.“
Dies könnte nicht nur zu einer früheren und genaueren Diagnose führen, sondern Chirurgen auch dabei helfen, Tumore präziser zu entfernen, was zu einer besseren Genesung führt.
Klinische Versuche Verwendung der Kameras zur Entfernung von Tumoren Patienten mit Brustkrebs sind jetzt im Gange.
Gruevs Arbeit wurde veröffentlicht in Tagungsband der International Society for Optics and Photonics (SPIE). , und war auch im Juni vorgestellt dieses Jahr auf der Konferenz der Optical Society of America in Kalifornien.