OPTIMA

OPTIMA – Optical and Photonic Technologies for Imaging in Materials and Advanced Biomedical Applications

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.
  1. 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.

dr hab. Maciej Szkulmowski, prof. UMK

Szkulmowski Maciej – kierownik
Kennedy Brendan – zastępca
Targowski Piotr
Komar Katarzyna
Morawiec Seweryn
Sylwestrzak Marcin
Tamborski Szymon
Hepburn Matt
Skrok Marta
Piątkowski Dawid
Szalkowski Marcin
Kałużny Jakub
Szylberg Łukasz

Iwanicka Magdalena

Chlebiej Michał

Kochańska Julia, PhD

Tołpa Krzysztof, PhD

Fryckowski Maciej, PhD

Grochalski Mateusz, PhD