Un nuovo atlante digitale rende possibile l’esplorazione degli organi umani con un livello di dettaglio senza precedenti, permettendo non solo di vedere l’organo completo ma anche le singole cellule. Il progetto si chiama Human Organ Atlas, è stato presentato sulla rivista Science Advances da un team internazionale guidato dalla University College London e dallo European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble.
La piattaforma, accessibile tramite un normale browser web, è open access ed offre un’esperienza simile a quella di Google Earth ma applicata all’anatomia umana. Gli utenti possono navigare all’interno del corpo umano osservando organi come cuore, cervello, polmoni, fegato e reni con una precisione mai raggiunta prima.
Il progetto utilizza una tecnologia di imaging avanzata chiamata Hierarchical Phase-Contrast Tomography (HiP-CT), sviluppata presso il sincrotrone europeo ESRF. Grazie a una sorgente di luce estremamente brillante, fino a 100 miliardi di volte più intensa rispetto alle TAC ospedaliere tradizionali, i ricercatori possono scansionare organi umani intatti senza correre il rischio di danneggiarli e ingrandire le immagini con una risoluzione quasi cellulare, inferiore al micron.
Questa tecnologia colma una lacuna nella medicina tra radiologia e istologia, permettendo per la prima volta di osservare strutture anatomiche su più scale nello stesso campione. Spiega Peter Lee, professore di ingegneria meccanica all’UCL e responsabile scientifico del progetto: “Per creare lo Human Organ Atlas abbiamo riunito scienziati e medici di nove istituti in tutto il mondo. Questo consorzio continuerà a crescere e permetterà nuove scoperte su malattie che vanno dall’osteoartrite alle patologie cardiache”.
Il progetto è nato durante la pandemia di COVID-19 e ha contribuito anche a importanti scoperte scientifiche, tra cui la rivelazione di danni microscopici ai vasi sanguigni nei polmoni dei pazienti morti per COVID-19. Questa tecnologia è stata applicata anche al cuore e a patologie ginecologiche, offrendo nuove informazioni sulle malattie.
L’atlante attualmente include decine di organi grazie alla donazione di 25 donatori e centinaia di dataset tridimensionali. Le scansioni coprono 11 tipi di organi diversi e permettono di passare dalla scala dell’organo interno fino a dettagli di due micrometri, arrivando fino a 0,65 micrometri.
Per rendere accessibili dataset che possono raggiungere dimensioni di centinaia di gigabyte o addirittura terabyte, la piattaforma offre una visualizzazione interattiva direttamente nel browser, la possibilità di scaricare i dati a diverse risoluzioni e strumenti software per l’analisi.
Secondo i ricercatori, questo tipo di dati tridimensionali ad alta risoluzione potrebbe essere utile anche per l’intelligenza artificiale, che può raccogliere importanti informazioni anatomiche per addestrarsi ad analizzare strutture biologiche complesse. Oltre a insegnare all’AI, l’atlante può essere utile anche per l’apprendimento dell’anatomia da parte degli studenti, che possono esplorare gli organi in modo interattivo invece di affidarsi esclusivamente a immagini statiche.
Secondo Paul Tafforeau, scienziato dell’ESRF e tra i pionieri della tecnologia utilizzata, il progetto rappresenta solo l’inizio: “Stiamo aprendo una nuova finestra sull’architettura interna del corpo umano. In futuro potremmo arrivare a immagini dell’intero corpo umano con una risoluzione da dieci a venti volte superiore rispetto a quella attuale”.
