PyScratch는 마이그레이션 데이터 분석용 파이썬으로 구현된 새로운 오픈 소스 소프트웨어로, 프로그래밍 기술이 거의 없거나 전혀 없는 과학자도 사용할 수 있는 사용자 친화적인 인터페이스를 갖추고 있습니다.
이 소프트웨어는 2017년 캄피나스 대학교의 나노셀 인터랙션 연구소의 브라질 과학자 3명이 협력하여 설계한 것입니다.
이러한 과학자들의 필요에 의해 탄생한 이 소프트웨어의 목적은 연구자의 일상적인 작업을 용이하게 하고, 수작업 분석을 배제하며, 재현성을 높이고, 인적 오류를 최소화하는 것입니다.
이미지 분석은 과학자들이 다양한 방법론으로 결과를 분석하는 데 사용하는 가장 중요한 방법 중 하나입니다.
지난 몇 년 동안 자동화된 현미경의 사용이 증가했을 뿐만 아니라 수집된 데이터의 복잡성도 증가했습니다.
과학자의 업무 중 하나는 데이터를 분석하고 처리하는 것 외에도 새로운 종류의 정보를 다루는 방법을 발견하는 것입니다.
이를 위해서는 과학자들이 모든 데이터를 올바르게 추출하고 해석할 수 있는 우수하고 전문적인 도구가 필요합니다.
PyScratch는 생물학 연구자인 Fernanda Garcia-Fossa가 이동 분석에서 얻은 방대한 양의 데이터를 분석하는 데 도움을 주기 위해 처음 만들어졌습니다.
"암세포에 스크래치를 내고 장비에서 48시간 동안 배양하면서 15분마다 사진을 찍었는데, 단 한 번의 실험이 끝났을 때 약 천 장의 사진을 보고 분석할 수 있었어요!
수동으로 하는 것은 불가능했습니다."라고 Garcia-Fossa는 말합니다. 이 문제를 해결하기 위해 Garcia-Fossa는 파트너인 물리학자 블라디미르 갈에게 도움을 요청했고, 당시 갈은 Python을 배우고 있었기 때문에 그 지식을 실무에 적용할 수 있는 좋은 기회였습니다.
그래서 두 가지 모두 긁힌 부분을 인식하고 csv 파일로 내보내는 Python 루틴을 통해 솔루션에서 작업했습니다.
"시간이 지남에 따라 더 쉽게 사용할 수 있는 사용자 인터페이스를 개발하여 모든 연구자가 사용할 수 있도록 소프트웨어를 공개할 필요성을 느꼈습니다."라고 Garcia-Fossa는 소프트웨어 문서에 대해 다음과 같이 설명합니다. 여기를 클릭.
Garcia-Fossa는 또한 빛, 초점, 대비로 인해 사진마다 매우 다를 수 있기 때문에 이미지에서 이동 영역을 인식하고 정의하는 데 시간이 걸렸으며, 현재 사용되는 버전은 이미 꽤 잘 분석할 수 있다고 말합니다.
그럼에도 불구하고, 게시된 기사에서 사용자들의 요구로 인해 몇 가지 개선 사항이 제기되었기 때문에 새롭고 더 나은 버전을 출시하기 위해 계속 노력하고 있습니다.
소프트웨어 성능을 검증하는 데 사용되는 분석법, 이동 분석법 또는 스크래치 분석법 또는 상처 치유는 생리적 및 병리학적 세포 사건의 근본적인 메커니즘을 분석할 수 있기 때문에 생물학에서 일반적으로 사용되는 분석법입니다.
상처 치유를 연구하는 것은 혈관 신생과 종양 발생 외에도 발달과 조직 모델링을 이해하는 중요한 방법입니다.
분석이 2차원으로 수행되면 세포가 상처에 얼마나 빨리 반응하여 정의된 영역을 덮는지 측정할 수 있습니다.
다시 말해, 이 실험은 기본적으로 플라크의 합류 세포 단층에 틈을 만드는 것입니다.
시간이 지남에 따라 그 간극을 메우기 위해 세포가 이동하기 시작하고 세포 이동 속도를 측정할 수 있습니다.
그런 다음 세포 이동 속도를 측정하려면 여러 장의 이미지를 수집해야 하는데, 이는 수동 측정이 필요하기 때문에 분석 단계에서 문제가 되는 단계입니다.
다행히 오늘날에는 분석 파이프라인을 개선하고 업그레이드하는 데 사용할 수 있는 많은 기술을 보유하고 있어 과학자들이 더 나은 맞춤형 방법을 채택하여 결과를 얻을 수 있습니다.
가르시아-포사와 갈이 해낸 것처럼요.
오늘날에는 상처 부위를 치료하는 데 사용할 수 있는 다른 상업용 및 비상업용 도구를 찾을 수 있습니다.
하지만 파이스크래치만큼 간단하지 않고, 사용자가 어느 정도 프로그래밍을 해야 하며, 사용자가 풀타임으로 주의를 기울여야 하기 때문에 분석에 인적 오류가 발생하기 쉽고, 연구자가 모든 사진과 데이터를 분석하는 데 시간이 더 많이 걸립니다.
이 글에서 저자는 소프트웨어가 어떻게 작동하는지 설명합니다. 실험에서 만든 모든 사진에서 사용자는 쉼표로 구분된 값(.cvs) 파일, 즉 표 형식의 데이터를 일반 텍스트로 저장하는 출력을 얻습니다.
그런 다음 사용자는 평상시처럼 데이터를 처리할 수 있습니다. Garcia-Fossa는 석사 논문을 위해 이 프로그램이 필수적이었다고 말합니다. "이 소프트웨어는 입력 데이터를 세포 이동 속도와 같이 생물학적으로 이해할 수 있는 값으로 변환합니다.
파이스크래치 덕분에 나노 입자가 전립선암 세포에 미치는 영향을 더 잘 분석하고 세포 이동 속도와 좋은 종결 시간을 정확하게 측정할 수 있었습니다."
연구를 위해 PyScratch를 사용해보고 싶은 경우, 이 소프트웨어는 무료로 제공되며 과학 커뮤니티의 모든 사람이 사용할 수 있어 Garcia-Fossa와 Gaal이 프로그램을 개선하고 향상하는 데 도움이 됩니다.
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