فريق من جامعة تسينغهوا يفتح أبواب الثورة في مجال التصوير الضوئي المجهري باستخدام الذكاء الاصطناعي القائمة على الفيزياء، حيث قدموا للمرة الأولى تقنية فعالة لرصد حيوي ثلاثي الأبعاد بجودة عالية تتجاوز 300,000 إطار. في هذا البحث، وضع الفريق خطتين رئيسيتين للتطوير والابتكار. أولاً، تم توسيع نطاق الدقة في التقاط الصور، مما سمح بتغطية مساحات تبلغ عدة ميكرومات، وهم يخططون لتوسيع هذا النطاق ليصل إلى مستوى العشرات من النانومترات، مما سيجعل الرصد الدقيق للهيكل الكامل للأعضاء الصغيرة مثل الدماغ والفؤاد ممكنًا. ثانياً، قاموا بدمج الذكاء الاصطناعي مع تقنيات التصوير الضوئي، مما مكّن الميكروسكوب من امتلاك قدرة "فكرية" لفهم وتحليل العالم المجهرى بشكل ذاتي، وكشف قوانين الحياة الحيوية ومساعدة في عمليات مثل فرز الأدوية. هذه التقنية الجديدة تعتمد على التعلم الذاتي القائم على الفيزياء، والذي يتيح إجراء إعادة بناء سريعة ودقيقة للصور ثلاثية الأبعاد مع الحفاظ على الجودة العالية. وقد تم نشر دراساتهم في عدة مجلات علمية مرموقة، منها: Lu, Z., Jin, M., et al. "Physics-driven self-supervised learning for fast high-resolution robust 3D reconstruction of light-field microscopy." Nature Methods (2025). https://doi.org/10.1038/s41592-025-02698-z Wu, J., et al. "Iterative tomography with digital adaptive optics permits hour-long intravital observation of 3D subcellular dynamics at millisecond scale." Cell 184, 3318-3332 (2021). https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.04.029 Lu, Z., et al. "Long-term intravital subcellular imaging with confocal scanning light-field microscopy." Nature Biotechnology 43, 569–580 (2025). https://doi.org/10.1038/s41587-024-02249-5 Zhang, Y., et al. "Long-term mesoscale imaging of 3D intercellular dynamics across a mammalian organ." Cell 187, 6104-6122 (2024). https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.026 هذه الإنجازات تفتح آفاقًا جديدة في مجال البحث الحيوي، حيث يمكن للعلماء الآن مراقبة الأنشطة الخلوية على مستوى الجزيئات لفترات طويلة من الزمن دون التأثير على حياة الخلايا. هذا التقدم التقني سيساعد بشكل كبير في فهم العمليات البيولوجية المعقدة وتطوير علاجات طبية أكثر فعالية. وفقًا للباحثين، فإن هذه التقنية ستكون ذات قيمة كبيرة في دراسات الأمراض العصبية والأورام، حيث يمكن استخدامها لمراقبة التغيرات الدقيقة في الأنسجة الحية على مدى ساعات أو حتى أيام. كما أنها تساعد في تحسين فهم التفاعلات بين الخلايا والعمليات الجزيئية، مما يوفر رؤى جديدة ومهمة للباحثين في مختلف المجالات الطبية والحيوية. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الذكاء الاصطناعي يجعل هذه التقنية أكثر كفاءة ودقة في تحليل البيانات الضخمة التي يتم جمعها، مما يقلل من الوقت والجهد المطلوبين في عملية التحليل. هذا التكامل بين الذكاء الاصطناعي والتصوير الضوئي يمثل خطوة كبيرة نحو تحقيق الرصد الحيوي ثلاثي الأبعاد لفترات زمنية طويلة مع دقة عالية، وهو ما كان يمثل تحديًا كبيرًا في السابق. في النهاية، يشير الباحثون إلى أن هذه التقنية ستحفز المزيد من الابتكارات في مجال التصوير الحيوي، وستساهم في تطوير أدوات جديدة للفحص الطبي والبحث العلمي. إن القدرة على مراقبة الأنشطة الحيوية على مستوى الخلايا والجزيئات لفترات طويلة وبدقة عالية تعد إنجازًا هامًا سيغير وجه الدراسات البيولوجية والطبية في المستقبل القريب.