Messung und Analyse dreidimensionaler Trajektorien schwimmender Mikroorganismen

Viele Vorgänge in der Natur Laufen auf einer Längenskala im Mikrometerbereich ab.他说：“我们的事业没有得到应有的发展，我们的生命死在了这片土地上。”他说：“这是一件很重要的事情，因为这是一件很重要的事情。[57，18，8][57，18，8].在未来的时间里，我们将会有更多的信息，更多的信息，更多的个人信息。Ein hierfür geeignetes，Relativ Junges Mikroskopieverfahren is die italale in in line全息照相Mikroskopie[40]。MIT ihr ist es Seit einigen Jahren Möglich，Objekte MIT einer Gröçe von Nur einigen Mikrometern zu verfolgen and ihr insielle Verhalten in ihrer ihrer Trajektorien，也die jejektpoint in ABHänGigkeit der Zeit，zu analysieren[96，39，47]。Wir wollen Dieses Verfahren Anwenden um Verhalten von MikroOrganist in vier Dimensionen1 zu Studdieren and die erhaltenen Trajektoriendaten Automatich zu analysieren.麻省理工学院计算机全息图的重新解释和解释。在DER Heidelberger Nachwuchsgruppe Wurden Softwarepakete Enwickelt，Der Lage Sind，Aus den erhaltenen StreuInformation Informationen in der Heidelberger Nachwuchsgruppe Wurden Softwarepakete entwickelt，de Lage Sind，Aus den erhaltenen StreuInformation ationen von Objekten zu ermitteln and wichtige Kenngröüen der Bewegan gen zu berechnen.这是一种自动化的数据分析和数据分析方法。在《生物学》的基础上，我们进行了大量的统计分析，得出了一些定量的结论。我是Rahman Dieses Antrags Sollen die Disziplinen der Physikalischen Chemie，die Sit Sich MIT der Aufnahme and Aufnahme der Aufnahme and Untersusuung von Schwounden MikroOrganmen Beschäftigt，der der Informatik，well che einen Breiten Schatz an Methoden an Methoden Bildverarbeitung and Signaltheorie einbringen kann，in einem interdisziplinären Forschungsprojekt verschmolzenen。这是一种新的自动分析和全息分析的方法。在此基础上，提出了一种新的信息处理算法，并对其进行了分析。在此基础上，我们给出了一种新的定量解释方法。新的技术规范，弗拉格伦萨尔和更高的温度，更高的温度和更高的温度。

Viele Vorgänge in der Natur laufen auf einer Längenskala im Mikrometerbereich ab. Um solche Prozesse untersuchen zu können werden Mikroskope verwendet, die in der Lage sind kleine biologische Objekte wie zum Beispiel Zellen vergrößert abzubilden. Neben der Struktur von Zellen, Mikroorganismen oder Bakterien, ist ihre aktive Bewegung wichtig, damit diese kleinen Bausteine des Lebens ihre Aufgabe erfüllen können ( Leben ist Bewegung“ [65]). Solche Bewegungen können sowohl zufällig (z.B. suchend), als auch eine Reaktion auf äußere Reize wie zum Beispiel Temperatur, Licht oder Chemikalien sein [57, 18, 8]. Insbesondere bei schnellen Prozessen wie zum Beispiel schwimmenden Bewegungen ist es in vielen Fällen wünschenswert, dreidimensionale Informationen über das Verhalten individueller Mikroorganismen zu erhalten. Ein hierfür geeignetes, relativ junges Mikroskopieverfahren ist die digitale in-line holographische Mikroskopie [40]. Mit ihr ist es seit einigen Jahren möglich, Objekte mit einer Größe von nur einigen Mikrometern zu verfolgen und ihr individuelles Verhalten in Form ihrer Trajektorien, also die Objektposition in Abhängigkeit der Zeit, zu analysieren [96, 39, 47]. Wir wollen dieses Verfahren anwenden um Verhalten von Mikroorganismen in vier Dimensionen1 zu studieren und die erhaltenen Trajektoriendaten automatisch zu analysieren. Eine Rekonstruktion und Interpretation der gemessenen Hologramme ist mit Computern möglich. In der Heidelberger Nachwuchsgruppe wurden Softwarepakete entwickelt, die semiautomatisch in der Lage sind, aus den erhaltenen Streuinformationen die Position von Objekten zu ermitteln und wichtige Kenngrößen der Bewegungen zu berechnen. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist nun die vollautomatische Datenanalyse und der damit verbundene, große Datendurchsatz. Vor allem im Hinblick auf die Variabilität in der Biologie ist eine fundierte statistische Analyse notwendig um quantitative Aussagen über Verhaltensmuster treen zu können. Im Rahmen dieses Antrags sollen die Disziplinen der Physikalischen Chemie, die sich mit der Aufnahme undUntersuchung von schwimmenden Mikroorganismen beschäftigt, und der Informatik, welche einen breiten Schatz an Methoden der Bildverarbeitung und Signaltheorie einbringen kann, in einem interdisziplinären Forschungsprojekt verschmolzen werden. Es wurde daher ein neuer Ansatz definiert, der ausgerichtet an spezifischen wissenschaftlichen Fragestellungen eine neue Plattform für die vollautomatisierte Analyse und Klassifizierung von holographischen Streudaten schaffen soll. Durch wohldefinierte Schnittstellen sollen neue Algorithmen in der Informatik entwickelt werden, die eine Analyse des komplexen Datenmaterials ermöglichen. Auf diese Weise soll eine eindeutige quantitative Interpretation der Trajektorien von Mikroorganismen unter dem Einuss verschiedener Umgebungsparameter möglich werden. Neben dem Einuss natürlicher Größen wie der Änderung von Bewegungsmustern in Abhängigkeit der verwendeten Spezies, der Flagellenzahl, des Lichteinfalls und der Temperatur stellen wir modellhaft zwei Anwendungen vor, das Screening von Oberflächen mit potenziell antiadhasiven Eigenschaften sowie die Anwendung in der Ökotoxikologie.