Creare ordine dal caos: visualizzazione dei dati

Immagini chiare, comprensibili e interattive

Con l’aiuto della visualizzazione dei dati, i ricercatori possono creare ordine nel caos. “Ad esempio, la grafica computerizzata può essere immagini create per l'animazione”, spiega Thomas. “Io lavoro nella visualizzazione, che è correlata alla grafica computerizzata, ma un po' diversa.” Nell'ambito della visualizzazione, i ricercatori creano immagini basate sui dati. “Con la visualizzazione, vogliamo che le informazioni provenienti da questi dati siano il più semplici possibile da comprendere per il nostro sistema visivo umano”, spiega Thomas.

In altre parole, la visualizzazione dei dati viene utilizzata per creare immagini chiare, comprensibili e interattive che mostrano set di dati contenenti una grande quantità di informazioni complesse. Thomas sta lavorando su algoritmi per rendere efficaci queste immagini. “Di solito lavoro con dati ad alta dimensione”, spiega Thomas, “ciò significa che ogni elemento del set di dati può essere descritto da molte variabili o attributi”. Potrebbero trattarsi, ad esempio, di dati biologici. Un set di dati di misurazioni della sequenza del DNA può contenere migliaia di geni che descrivono un singolo campione o elemento in quel set di dati. “Noi esseri umani abbiamo difficoltà a immaginare come siano questi dati ad alta dimensione”, afferma Thomas. “Ecco perché sto sviluppando modi per visualizzare questi dati in modo che possiamo effettivamente comprenderli sullo schermo di un computer 2D.” La creazione di visualizzazioni è solo un aspetto, afferma Thomas. “Combiniamo visualizzazione e interattività. Permettiamo alla persona che visualizza la visualizzazione di ingrandire i dati visivi, filtrarli in base a determinate caratteristiche o combinare più visualizzazioni visive per ottenere diverse prospettive sui dati.”

Una piattaforma visibile per milioni di cellule

“Otto anni fa ho iniziato a lavorare come ricercatore post-dottorato presso la TU Delft”, afferma Thomas. Ha immediatamente iniziato la collaborazione con il Centro medico dell'Università di Leiden (LUMC). “Alla LUMC hanno appena acquistato una nuova macchina con la quale possono caratterizzare le cellule, il cosiddetto citometro di massa”, spiega Thomas. Questa macchina consente ai ricercatori di utilizzare campioni di sangue o tessuti di volontari per estrarre informazioni da singole cellule.

All’epoca, i ricercatori del LUMC avevano raccolto dati su milioni di cellule in un set di dati. “Ho iniziato a lavorare su un programma che avrebbero potuto utilizzare in ospedale per visualizzare i dati”, afferma Thomas. “Questa è diventata quella che oggi è conosciuta come la piattaforma Cytosplore. Si tratta di un sistema di analisi visiva interattiva che consente ai ricercatori di capire come funziona il sistema immunitario. L'obiettivo è fornire un quadro chiaro della composizione delle cellule del sistema immunitario, delle loro proprietà e funzioni .” Se guardi la piattaforma Cytosplore, vedrai che le cellule, le proteine ​​e le proprietà cellulari sono tutte rappresentate da punti colorati diversi, in diverse forme e dimensioni e a diverse distanze l'una dall'altra. Puoi anche ingrandire i dati e scoprire di più sulle proprietà di un gruppo di cellule o proteine. I modelli all'interno di questi gruppi forniscono ai ricercatori molte informazioni sulle cellule.

“Quando abbiamo iniziato, i ricercatori avevano migliaia di celle in un set di dati. Ora ci sono milioni di celle in un set di dati tipico. Il nostro set di dati più grande ne contiene quasi 30 milioni”, aggiunge. “Le proteine ​​che possiamo misurare attualmente sono circa 50 per cellula. Tecnicamente, il software può elaborarne molte di più.”