Abstrakt OPTIMA 

Grupa Badawcza OPTIMA, multidyscyplinarny zespół 15 badaczy z PIĘCIU WYDZIAŁÓW i SZEŚCIU KATEDR na Uniwersytecie Mikołaja Kopernika (UMK) w Toruniu, jest dedykowana osiąganiu WYNIKÓW NA ŚWIATOWYM POZIOMIE w stosowanych technologiach optycznych. Nasza misja polega na rozwijaniu ilościowych, wysokorozdzielczych metod obrazowania optycznego, przetwarzania danych i analizy, aby odpowiadać na konkretne wyzwania w różnorodnych dyscyplinach, w tym biomedycznych, behawioralnych, poznawczych i naukach o materiałach. Jesteśmy zaangażowani w wspieranie innowacji przez CAŁY CYKL ŻYCIA, od BADAŃ PODSTAWOWYCH PO PRAKTYCZNE WDROŻENIE I KOMERCJALIZACJĘ, zapewniając, że nasza praca generuje znaczną wartość naukową, społeczną i ekonomiczną. Nasze cele strategiczne są zgodne z inicjatywami UMK, podkreślając współpracę interdyscyplinarną, wyniki społeczno-ekonomiczne oraz rozwój przywództwa.

PRZEŁOMOWE PROJEKTY

Badania są zorganizowane wokół trzech podstawowych filarów: LUDZKIE CIAŁO, LUDZKI UMYSŁ i LUDZKIE DZIEŁA. Wykorzystamy zaawansowane technologie fotoniczne i IT do rozwijania nieinwazyjnych, niezawodnych, ilościowych i dostępnych metod obrazowania w tych filarach, z silnym naciskiem na doskonałość naukową poprzez WYMIANĘ IDEI między filarami.

1. LUDZKIE CIAŁO

Filar LUDZKIE CIAŁO koncentruje się na rozwijaniu biologii i medycyny poprzez innowacyjne techniki obrazowania i obliczeniowe, aby poprawić zrozumienie chorób i diagnostykę, celując w mikroskalową strukturę, funkcję i mechanikę komórek, tkanek i narządów.

OKULOMIKA: OKO JAKO OKNO DO ZDROWIA. Oko dostarcza kluczowych wglądów w zdrowie oczu i ogólnoustrojowe.

• USZKODZENIE WZROKU: Opracować narzędzia fotoniczne, takie jak ultra-szybka OCT, fazowo-czuła SLO, optoretinografia i ultra-szybkie śledzenie oka, do wczesnego wykrywania jaskry i AMD, wizualizując przepływ krwi i odpowiedzi komórkowe.
• CHOROBY OGÓLNOUSTROJOWE: Zastosować zaawansowane obrazowanie i głębokie uczenie do wykrywania wzorców siatkówki jako biomarkerów chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy.
• CHOROBY NEURODEGENERACYJNE I AUTOIMMUNOLOGICZNE: Używać ultra-szybkiego śledzenia oka i algorytmów do identyfikacji nieregularności okulomotorycznych w celu nieinwazyjnego monitorowania Alzheimera, Parkinsona i stwardnienia rozsianego.

OBRAZOWANIE FUNKCJONALNE DLA BIOLOGII I MEDYCYNY. Rozwijamy opto-obliczeniowe narzędzia, takie jak SLO, OCT i QPI, do wczesnego wykrywania chorób i precyzyjnej diagnostyki.

• ŚRÓDOPERACYJNA DIAGNOSTYKA RAKA: Zastosować OCE do oceny marginesów guza w czasie rzeczywistym, w tym pełno-polową OCE i analizę biomechaniki bez znaczników opartą na ruchu tkanki.
• NIEINWAZYJNE OBRAZOWANIE KOMÓRKOWE: Poprawić FF-OCM do obrazowania o wysokiej rozdzielczości oocytów i embrionów, kwantyfikując metabolizm bez etykietowania.
• WIELOFUNKCYJNE ŚRODKI KONTRASTOWE: Opracować nanokryształy do konwersji w górę do pomiaru temperatury, pH, ciśnienia i sił w biosensingu i obrazowaniu raka.

2. LUDZKI UMYSŁ

Filar LUDZKI UMYSŁ przenosi zaawansowane TECHNOLOGIE OPRACOWANE DLA OKULOMIKI do monitorowania funkcji poznawczych i wzorców behawioralnych, zapewniając szybkie, dostępne oceny stanu mózgu.

• MONITOROWANIE FUNKCJI POZNAWCZYCH U ZDROWYCH OSÓB: Zintegrować optoretinografię, ultra-szybkie śledzenie oka, fNIRS i EEG do analizy aktywności mózgu, wykorzystując sygnały fotoreceptorów i ruchy oka do ujawniania procesów poznawczych i emocjonalnych.
• OCENA CHORÓB NEUROLOGICZNYCH I PSYCHIATRYCZNYCH: Używać śledzenia oka, fNIRS i uzupełnień takich jak GSR/EDA, olfaktometria i MRI do śledzenia dysfunkcji w ADHD, autyzmie i zespole po wstrząśnieniu mózgu, monitorując leczenie.
• OPTYCZNE OBLICZENIA NEUROMORFICZNE: Badać nanomateriały do całkowicie optycznego, inspirowanego mózgiem przetwarzania w rozpoznawaniu obrazów i operacjach logicznych.

LUDZKIE DZIEŁA

Filar LUDZKIE DZIEŁA rozwija niezniszczalne narzędzia wykorzystujące promieniowanie elektromagnetyczne do analizy materiałów w sztuce i archeologii, stosując UNIKALNY MODEL BADAŃ TRANSLACYJNYCH, przenosząc metodologie diagnostyki zdrowia z innych filarów do dziedzictwa kulturowego.

• ROZWIJANIE TECHNOLOGII OBRAZOWANIA ARTEFAKTÓW: Używać OCT, XRF i XRD do niezniszczalnej analizy mikrostruktury, stratygrafii i ukrytych cech w dziełach sztuki, takich jak arcydzieła van Gogha i starożytne zwoje.
• POPRAWA KONSERWACJI ZA POMOCĄ AUTOMATYZOWANYCH NARZĘDZI: Opracować automatyczne systemy do mapowania uszkodzeń, identyfikacji interwencji i kierowania konserwacją dla artefaktów muzealnych, umożliwiając analizę o wysokiej przepustowości.