成像技術(shù)可以幫助對(duì)抗危害數(shù)百萬(wàn)海洋生物的疾病
海洋居住的海星,更準(zhǔn)確地稱為海星,正在成群結(jié)隊(duì)地成為最近發(fā)現(xiàn)的一種叫做海星消耗疾病的綜合癥。幸運(yùn)的是,去年夏天在西雅圖和溫哥華水族館用成像技術(shù)研究動(dòng)物的Eric Littman,V17,可能有助于找到干預(yù)的方法。
海星消耗疾病,其原因仍然不確定,自2013年夏天首次出現(xiàn)以來(lái),一直困擾著科學(xué)家。受影響的海星的一些物種表現(xiàn)得昏昏欲睡或者手臂向上異常卷曲; 其他人突然改變顏色。在任何一種情況下,它們很快就會(huì)形成皮膚病變,其內(nèi)臟可能最終脫落。最后,他們的四肢脫落,他們死了。
Littman說(shuō),這次爆發(fā)如此驚人的原因在于它從墨西哥到阿拉斯加,涉及20多個(gè)物種。數(shù)百萬(wàn)人已經(jīng)死亡。之前的疾病浪費(fèi)事件僅限于很小的地理范圍,只影響了少數(shù)物種。
明顯的恒星損失會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的多米諾骨牌效應(yīng)。“你不認(rèn)為它們特別快,”Littman說(shuō),“但是海星是潮汐池中重要的重要掠奪者。”
他的暑期研究調(diào)查了在出現(xiàn)消失疾病的外星跡象之前是否可以識(shí)別出患有消耗性疾病的海星。雖然早期發(fā)現(xiàn)不會(huì)使野外的海星受益,但它可以幫助水產(chǎn)獸醫(yī)照顧俘虜?shù)娜?,這些人正在生病,就像他們的野生對(duì)手一樣。Littman理論化的早期疾病指標(biāo)可以在海洋生物的密度掃描中找到。Telltale Variations
他的研究隨后對(duì)蒙特利灣水族館獸醫(yī)的研究結(jié)果進(jìn)行了調(diào)查,他們發(fā)現(xiàn)海星體內(nèi)的密度隨著消瘦綜合征而降低。Littman的工作得到了國(guó)際水生動(dòng)物醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)和康奈爾大學(xué)國(guó)家AQUAVET項(xiàng)目的支持。
Felicia Nutter,V93,卡明斯學(xué)校傳染病和全球健康研究助理教授,與西雅圖水族館的獸醫(yī)Lesanna Lahner和溫哥華水族館的Marty Haulena聯(lián)手,與三年級(jí)的獸醫(yī)學(xué)生聯(lián)系起來(lái)。在他們的指導(dǎo)下,利特曼比較了生病和健康海星的圖像,希望找到明顯的密度變化。
他對(duì)穿過(guò)海星體的小骨頭(稱為小骨)很感興趣。它們的形狀和大小各不相同,形成支撐恒星身體的骨骼網(wǎng)絡(luò)。Littman面臨的最大挑戰(zhàn)之一是如何利用技術(shù)獲取聽小骨的圖像。
在人類醫(yī)學(xué)中,醫(yī)生使用雙X射線吸收測(cè)量法來(lái)測(cè)量骨骼的礦物質(zhì)密度并診斷骨質(zhì)疏松癥等疾病。但是進(jìn)行這些掃描的機(jī)器非常昂貴。此外,他說(shuō),“我還需要能夠?qū)⒔Y(jié)果與一系列'法線'進(jìn)行比較,這對(duì)于海星來(lái)說(shuō)并不存在。
卡明斯學(xué)校診斷成像助理教授莫里斯索拉諾向他提供了如何使用軟件為健康海星提供一系列正常密度的技巧,然后可以將這些密度與海星的密度與浪費(fèi)疾病進(jìn)行比較。
Littman曾希望X射線價(jià)格便宜且可以廣泛使用,可以幫助他檢測(cè)疾病,但是無(wú)脊椎動(dòng)物的不尋常的解剖結(jié)構(gòu)挫敗了這個(gè)計(jì)劃。“你把一顆星放在一張桌子上然后拍下一道光束以獲得一張平面照片,但因?yàn)閇所有的小骨]重疊,而且并非所有的星星厚度均勻,所以X射線對(duì)于確定它們的密度是不切實(shí)際的, “ 他說(shuō)。
CT掃描完成了這項(xiàng)工作。由于CT掃描儀需要拍攝數(shù)百?gòu)垯M截面照片,Littman能夠在幾個(gè)不同的平面甚至是3D中評(píng)估海星小骨。
“我們無(wú)法確定病灶將出現(xiàn)在患病海星的皮膚上,”他說(shuō),“但我們能夠獲得海星的整體密度,并確定它是高于還是低于從健康恒星的CT掃描確定的“正常”。我們的初步數(shù)據(jù)顯示健康恒星的小骨密度更高。“
現(xiàn)在回到校園里,Littman希望成為L(zhǎng)ahner和Haulena的第一作者,即將發(fā)表一篇關(guān)于如何在海星上進(jìn)行X射線以幫助診斷其他情況的論文。他說(shuō)他希望繼續(xù)與海星和其他海洋動(dòng)物合作。
利特曼說(shuō):“海洋覆蓋了地球的70%,而且我們對(duì)空間的了解要少于對(duì)空間的影響。” “無(wú)脊椎動(dòng)物,魚類,海洋哺乳動(dòng)物,海龜 - 這就是我的熱情所在。”
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