Sepasang mikroskop di dalam ruangan tanpa jendela di University of California, Berkeley (UC Berkeley), bekerja tanpa henti merekam aktivitas tak terlihat dari sel-sel hidup. Instrumen bernama MOSAIC (Multimodal Optical Scope with Adaptive Imaging Correction) ini memiliki kecanggihan yang mampu menghasilkan data masif hingga 4 terabyte hanya dalam waktu satu jam.
Teknologi canggih ini, seperti dilansir dari Media Indonesia, menggabungkan sekitar selusin jenis mikroskop ke dalam satu mesin yang bisa diubah modenya hanya dengan satu tombol. Desain instrumen dipimpin oleh Srigokul ÔÇ£GokulÔÇØ Upadhyayula selaku asisten profesor biologi molekuler dan sel, bersama Eric Betzig yang merupakan profesor fisika dan biologi sel di UC Berkeley sekaligus peraih Nobel Kimia 2014.
Data yang diproduksi oleh MOSAIC bergerak dalam lima dimensi yang mencakup tiga dimensi ruang, ditambah waktu, serta warna. Peneliti menempelkan penanda fluoresen pada struktur sel tertentu untuk menghasilkan warna-warna tersebut, sehingga pergerakan dan interaksi antar-sel bisa terlihat jelas di layar.
Tim peneliti sempat mengamati pertumbuhan sel ginjal babi selama 24 hari dan menangkap 1,5 juta cuplikan 3D dalam sebuah eksperimen. Mereka berhasil merekam fenomena langka bernama tripolar mitosis, di mana satu sel membelah diri menjadi tiga sel anak dari yang biasanya hanya dua.
Proses pembentukan kembali sirip ekor larva ikan zebra yang diamputasi selama 12 jam juga berhasil diperlihatkan melalui rekaman lain. Ikan tersebut tetap hidup berkat teknologi pencitraan teranyar yang lembut, sementara proses penyembuhan jaringan bawah kulitnya terekam dalam detail 3D yang sangat tajam.
Solusi Kecerdasan Buatan untuk Lonjakan Data
Kecanggihan MOSAIC justru memicu masalah baru kendati mampu mengungkap rahasia terdalam biologi. Jumlah data dapat menembus angka petabyte dalam hitungan bulan, di mana satu eksperimen utuh saja menghasilkan 30 hingga 100 terabyte data yang volumenya terlalu besar untuk dianalisis oleh otak manusia.
Tim peneliti kini fokus melatih model kecerdasan buatan (AI vision-language model) guna mengatasi hambatan tersebut. AI ini dirancang khusus untuk memproses video sel 3D, sehingga peneliti nantinya cukup mengetik pertanyaan seperti menghitung jumlah sel imun dan AI akan langsung memberikan jawaban.
"Biologi sedang memasuki era di mana datanya terlalu kompleks dan terlalu besar untuk diinterpretasikan oleh pemeriksaan manusia saja," ujar Upadhyayula mengenai tantangan yang dihadapi Advanced Bioimaging Center di Berkeley tersebut.
Fasilitas terpusat bernama Cell Observatory rencananya akan dioperasikan oleh tim peneliti di masa depan. Laboratorium biologi dari berbagai belahan dunia cukup mengirimkan sampel melalui sistem ini, sementara fasilitas tersebut yang akan menjalankan mesin mikroskop, menganalisis data menggunakan AI, dan mengirimkan hasil akhirnya ke para ilmuwan.
Studi mendalam mengenai terobosan teknologi mikroskop ini telah resmi diterbitkan dalam jurnal ilmiah Nature Methods.
