Sonficering af celler
Sonificering[1] er brugen af lyd til bibringelse af information om eller erkendelse af egenskaber ved data eller fænomener – ofte som en pendant til visualisering. Det er en fordel at bruge lyd til at bibringe ekstra information, hvis andre sanser er mættede af information. Når eksempelvis en læge i en operationsstue er fokuseret på operationen med båder hænder og syn, er det nyttigt, at information om patientens puls og iltmætningsgrad tilvejebringes gennem lyd. Da menneskets fem sanser fungerer meget forskelligt og giver forskellig information om verden omkring os kunne der være fænomener, som lettest formidles og erkendes gennem lydkommunikation – også selv om fænomenet ikke i sig selv ikke producerer lyd.
Kan man høre lyden af celler? Celler har en typisk størrelse på 10 mikrometer (ti tusindedele af en millimeter), og når de gror eller bevæger sig, vil de ikke producere meget energi og dermed svært at måle. Tyske forskere[2] har i 2012 publiceret en opfindelse af nyt ”nano-øre”, som kan registrere lyde fra meget små bevægelser og dermed meget små lydtryk. Dette er dog stadig en meget specialiseret teknologi under udvikling.
I CELL har vi valgt at bruge sonificering til at illustrere forskellen på forskellige celler, der bevæger sig i mikroskopiske videooptagelse[3]. Der er mange forskellige sonificeringsmetoder[4], som kan tages i brug, og der er ikke en entydig måde at sonificere cellerne på. Cellerne er karakteriseret ved f.eks. form, indre struktur, størrelse og dynamiske ændringer. Repræsentationen af disse forskellige karakteristika som et lydklip i form af ændringer af f.eks. lydens tonehøjde, varighed, tempo eller styrke kan foretages på utallige måder. Vi har valgt en simpel repræsentation af billedet af cellerne – nemlig deres fordeling af gråtoneværdier. Dette er en meget generel beskrivelse, der ikke giver detaljeret information om karakteristika som cellernes størrelse eller form; men en beskrivelse, der viser sig at kunne fange nogle forskelle mellem normal- og cancerceller. Der er dog ikke tale om videnskabelig verificeret metode men blot en illustration. Gråtonefordelingerne for de enkelte billeder omsættes til et spektrum af forskellige toner, som når de udvikler sig over tid vil udgøre en kakofoni af en række samtidige toner, der hele tiden ændres i styrke, fase og tonehøjde.
Jan Larsen, ph.d. er professor i datascience ved DTU Compute, Danmarks Tekniske Universitet og direktør for Innovationsnetværket Dansk Lyd. Jan er forfatter til mere end 150 videnskabelige publikationer i machine learning, signalbehandling og kognitive systemer med anvendelser inden for audio, multimedia, sensor data, monitorering, biomedicin, data/webminig og mønstergenkendelse.
[1] Kramer, Gregory, ed. (1994). Auditory Display: Sonification, Audification, and Auditory Interfaces. Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity. Proceedings Volume XVIII. Reading, MA: Addison-Wesley. ISBN 0-201-62603-9.
[2] Optically Trapped Gold Nanoparticle Enables Listening at the Microscale Alexander Ohlinger, Andras Deak, Andrey A. Lutich, and Jochen Feldmann Phys. Rev. Lett. 108, 018101 – Published 3 January 2012
[3] Normal vs Cancer Cells, National Cancer Institute, 2009 https://www.youtube.com/watch?v=PwqY99gNipE
[4] Express your cells – the sound of cancer, 2015, https://www.youtube.com/watch?v=Xjp-_byPBjE