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MSc Informatica Medica
U-Chile
U-Chile / International


DECONVOLUCION Y RECONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS 3-DIMENSIONALES EN LA MICROSCOPIA CONFOCAL
11-16/7/2005 en Montevideo, Uruguay




Lugar:
FACULTAD DE INGENIERÍA DE LA UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA, Montevideo, Uruguay
Dirección: Julio Herrera y Reissig Montevideo

Docente:
Steffen Härtel, Dr. rer. nat., Centro de Estudios Científicos (CECS), Valdivia, Chile.

Participants:
Bielli Alejandro, Facultad de Veterinaria, Uruguay
Bolatto Carmen, FM/IIBCE, Uruguay
Calliari Aldo, IIBCE/FV, Uruguay
Cárdenas Magdalena, IIBCE, Uruguay
Coaquira Dante, CIIB, Perú
Correa Valeria, FM, Uruguay
Escande Carlos, IIBCE, Uruguay
Facciolo Gabriel, FI, Uruguay
Fernández Anabel, IIBCE, Uruguay
Fraga Martín, IIBCE, Uruguay
Genovese Patricia, Facultad de Veterinaria, Uruguay
Grasso Silvina, FM, Uruguay
Ithurralde Daniel, IIBCE, Uruguay
Kun Alejandra, FC/IIBCE, Uruguay
Kuziol Uriel, FC/IIBCE, Uruguay
Ludeña Jimmy, CIIB, Perú
Martínez Claudio, FC, Uruguay
Maruri Adriana, IIBCE, Uruguay
Meinhardt Enric, Universitat Pompeu Fabra, Cataluña, España
Nin Verónica, FM, Uruguay
Núñez Eugenia, Facultad de Veterinaria, Uruguay
Olivera Silvia, IIBCE, Uruguay
Otero Leonardo, IIBCE, Uruguay
Pedrana Graciela, Facultad de Veterinaria, Uruguay
Pouso Paula, IIBCE, Uruguay
Puppo Agostina, IIBCE, Uruguay
Ramírez Ignacio, FI, Uruguay
Rosillo Juan Carlos, IIBCE/CIREN, Cuba
Ruiz Santiago, IIBCE, Uruguay
Sotelo José, IIBCE, Uruguay

Objetivos:
La microscopía confocal de fluorescencia se ha convertido en una herramienta indispensable dentro de la investigación científica contemporánea. En el presente, la teoría electromagnética de la difracción (teoría óptica no lineal) y el modelamiento del ruido dentro de los sistemas perceptivos de la microscopía permiten entender y cuantificar las distorsiones que sufren señales emitidas de objetos en observación. Un proceso llamado Deconvolución; es capaz de corregir distorsiones intrínsecas de la microscopía. Este curso enseña (i) conceptos necesarios para entender la teoría de la deconvolución, (ii) técnicas necesarias para tomar imágenes confocales coherentes en diferentes canales, y (iii) técnicas computacionales de segmentación y recontracción con el fin de lograr representaciones fieles de objetos en 3D y cuantificar en forma correcta las intensidades que provienen de estructuras de diferentes dimensiones.

CONOCIMIENTOS PREVIOS EXIGIDOS:
Conceptos básicos en procesamiento de señales.

CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS:
Óptica, microscopía, fluorescencia, estadística.

METODOLOGÍA DEL CURSO:
El curso combina cinco sesiones teóricas con sesiones prácticas (clases de microscopía confocal de fluorescencia y clases computacionales). Durante las sesiones prácticas se aplican y exploran los conceptos teóricos transmitidos.

EVALUACION:
En la segunda mitad del curso, cada grupo formado por 2 a 3 personas debe realizar un experimento supervisado, aplicando los conceptos y técnicas aprendidos. Los resultados se comunican en presentaciones de 10-15 min frente de todo el grupo durante el ultimo día del curso.

TEMARIO:
Percepción de señales dentro del sistema visual humano, dentro de la telecopia y dentro de la microscopía contemporánea. Ondas electromagnéticas. Teoría de la fluorescencia. Índice de refracción. Teoría del ruido e irradiación de cuerpos negros (Distribución de Poisson). Microscopía confocal de fluorescencia. Teoría electromagnética de la difracción. Point Spread Function. Criterio de Nyquist. Resolución mínima dentro de la microscopía (confocal). Deconvolución (Huygens Professional, www.svi.nl). Segmentación y reconstrucción de objetos en múltiples dimensiones. Análisis multípara métrico y temporal de la morfología y textura de objetos biológicos. Colocalisación cuantitativa (Sciantific Image Analysis SCIAN, www.scian.cl). Ejemplos de aplicación. Exposiciones de los grupos. Discusión final.

- Lectures -



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- Literature -


Applauso para el 1er Manual de Reconstrución 3D

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ZEISS Principles of Confocal Microscopy

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ZEISS Image Browser

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SVI User Guide

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Software para Peliculas

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Hosoya et al. 2005

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'Intracellular Fluorescent Probe Concentrations by Confocal Microscopy'
Finck et al. 1998

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'4Pi-Confocal Imaging in Fixed Biological Specimens'
Schrader et al. 1998

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'STED-Microscopy: Concepts for nanoscale resolution in fluorescence microscopy'
Hell et al. 2004 (Neurobiology)

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'Refractive index mismatch induced intensity and phase variations in fluorescence confocal, multiphoton and 4Pi-microscopy'
Egner et al. 1998

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'Image Restoration in Fluorescence Microscopy'
van Kempen 1999

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'Scaling-index method as an image processing tool in scanning-probe microscopy'
Jamitzky et al. 2001

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'Automatic and Quantitative Measurement of Protein-Protein Colocalization in Live Cells'
Costes et al. 2004

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Shape Transitions and Lattice Structuring of Ceramide-Enriched Domains Generated by Sphingomyelinase in Lipid Monolayers.
Härtel S., Fanani M.L., & Maggio B.
Biophysical Journal 88(1), pp: 287-304.
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Anatomical-physiological determination of surface bound phosphatase activity in ectomycorrhiza of Nothofagus obliqua based on image processed confocal fluorescence microscopy.
Alvarez M., Godoy R., Heyser W., & Härtel S.
Soil Biology and Biochemistry 37(1), pp: 125-132.
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Surface bound phosphatase activity in living hyphae of ectomycorrhizal fungi of Nothofagus obliqua.
Alvarez M., Godoy R., Heyser W., & Härtel S.
Mycologia 96(3), pp: 479 - 487.
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Staurosporine-Induced Apoptosis in Human Cornea Epithelial Cells In Vitro
Härtel S., Zorn-Kruppa M., Tykhonova S., Alajuuma P., Engelke M., & Diehl H.
Cytometry 08, pp: 15-23.
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The Susceptibility of Non-UV Fluorescent Membrane Dyes to Dynamical Properties of Lipid Membranes
Härtel S., Tykhonova S., Haas M., & Diehl H.
Journal of Fluorescence, 12, pp:
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Bidirectional Control of Sphingomyelinase Activity and Surface Topography in Lipid Monolayers
Fanani M., Härtel S., Oliveira R., & Maggio B.
Biophysical Journal 83(6), pp: 3416-3424.
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