物理學家Richard Feynman1959年在加州理工學院的 “微觀國際有無限的空間 ”講演中鼓勵他的聽眾們去研發功用更加強大的顯微鏡，這樣生物學家就可以探求肉眼不能見的“驚人的小國際”。他說，假設我們能“看見那些東西”，答復基本的生物學問題就會變得簡略得多。

幾年后，在科幻電影《奇幻之旅》（Fantastic Voyage）中，一個潛艇隊員將自己縮小到微觀尺度，并進入人體履行批改大腦損害的任務。1966年的電影預告片中說，這部電影 “把你所知道和了解的國際的界限下拉”，把觀眾送到了 “前無古人、后無來者的當地”。

現在，科學家們將本世紀中葉物理學家和電影制片人的愿景結合在一起，形成了一種時髦的虛擬現實領會。在上星期宣告在《天然醫學》上的一篇論文中，研討人員描繪了一款使科學家可以運用虛擬現實（VR）頭盔進入細胞或其他生物結構內部并進行探求的新式軟件。

這不是電腦生成的領會。超分辯顯微鏡拍下了這些活細胞的圖像。然后，軟件將顯微鏡中的二維數據轉換為三維沉溺式可視化圖像。這種新鮮的、近乎個人化的生物結構查詢，或許讓研討人員更好地了解細胞的內部運作，并尋覓疾病的成因。

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劍橋大學的生物物理化學家Steven Lee說：“我們正試圖找到風趣的方法來‘看見這些東西’。”他是該論文的共同作者。Lee和他在劍橋的伙伴們經過與3D圖像分析公司Lume VR協作創建了這款軟件。

布里斯托爾大學Polymaths實驗室的負責人（未參加該項目）Hermes Bloomfield-Gadêlha說：“辨認天然界中的方式是科學行進的基石。這是一個令人興奮的新進展，它將使我們可以看到方式，并與隱秘和古怪的分子國際的結構進行互動。”
Lee慷慨地抽出時間帶領我觀賞了一個腦細胞，或者說神經元。我們從神經元的鳥瞰圖初步。它的軸突，即細長的管狀突起，以電脈沖的方式將信息從一個腦細胞傳遞到另一個腦細胞。當我們擴大看時， Lee說：“你看到的這些小管子是你的神經元交流的基石，思維、主見和感覺從這些管子中間流過。”

我們靠近查詢了軸突，發現這些管狀結構是由一系列稱為光譜蛋白的環形成的。“這些環之間的空間是100納米規劃的。所以它非常小，你知道 —— 千億分之一米。”他敘說道。

令人感興趣的是懸掛在光譜環支架外的分子。“它們是漂浮在軸突中，還是與軸突的壁有關？”他反問道。我們現在可以測驗答復這些問題，“而這個問題用其他研討方法來回答都將會是好不容易的，“Lee說。
這款名為vLUME的軟件容許科學家們切開并操作感興趣的子區域的視圖。就像從一根螺旋吸管往桶里邊看相同，我們看到了一個末端被翻開的軸突的切開部分。(這真是一種令人難以置信的領會。究竟我們正在查詢容許我們思考該結構的結構。）
我們查詢了四個在虛擬框中的軸突子段，然后擴大同時查詢他們。”我們可以做一些定量丈量，看看它們有什么不同，”Lee說。查詢健康區域與患病區域的結構差異可以幫助研討人員了解疾病的成因。

我們進一步查詢了研討成果 —— 軸突、四個虛擬框，一些分析，還有一些手寫的筆記。它很美，我們不光可以看到科學家怎樣利用它來研討一個結構，還了解到科學家是怎樣向國際解釋這些結構的。
假設沒有超分辯率顯微鏡，這項技術是不或許完成的，該顯微鏡在2014年獲得了諾貝爾化學獎。這種光學顯微鏡技術繞過了衍射極限 —— 一種將光學分辯率約束在大約250納米的物理屏障，曾經人們認為它是不可逾越的。
超分辯率顯微鏡容許研討人員以大約5到10納米的分辯率完成生物結構成像。但這些圖像通常是二維的。由于生命是三維的，科學家們一直在研討怎樣從這些二維圖片中推斷出三維信息。但事實證明，以一種沉溺式和原生的方法與3D數據進行交互是很困難的。

vLUME軟件運用由數百萬個單獨的點組成的超分辯率圖像的數據，這些點又稱為螢光團，代表了單個分子的3D方位。vLUME先將這些信息烘托為點云，或空間中的一組數據點。接著對點云進行探求和分割。然后，該軟件運用聚類算法對復雜的數據集進行分析，以找到生物結構的方式。

該軟件將免費提供給學術界運用。用戶需要的只是一個VR頭盔。該軟件現在的迭代只能帶領研討人員瀏覽一張細胞的靜態圖片。Lee和他的伙伴們期望在未來將其晉級為實時的、移動的活細胞圖像，但現在，成像的滯后時間從十分鐘到一個小時不等。

研討人員已經在運用該東西來了解免疫細胞怎樣確認體內哪些細胞已被病原體感染，以及蛋白質怎樣在疾病中差錯折疊。”它讓我們可以以一種直觀的方法向人們展示數據，然后非常迅速地掃除差錯假說，”Lee說。

但‘看見這些東西‘的才能或許只是一個初步。Bloomfield-Gadêlha說：“未來與數學建模和仿照，乃至機器人等多學科的互動，可以賦予我們預測這些3D分子國際的才能，以及我們對天然界分子多元國際的深層次了解。”