Seguimiento del organismo unicelular Paramecium Tetraurelia usando algoritmos de visión por computadora

Abstract

La detección de células individuales de microorganismos es una herramienta importante ya que ayuda a describir el comportamiento de estos organismos. Este tipo de herramientas permiten una descripción y detección de estos microorganismos y pueden dar mucha información relevante respecto a su geometría y a la estadística de movimiento. Con esta información es posible plantear análisis estadísticos para tener una serie de modelos matemáticos más descriptivos. Tradicionalmente, para hacer la detección de estos microorganismos se utilizan métodos de intervención biológica lo cual complica los procesos y dificulta la obtención de datos cuantitativos precisos. Este trabajo de investigación se centra en el estudio del microorganismo Paramecium tetraurelia el cual es un organismo unicelular ciliado que se encuentra naturalmente en cuerpos de agua dulce. Al ser un organismo ciliado, poseen en su membrana celular una serie de cilios cuyo movimiento colectivo permite la locomoción del organismo en un medio líquido. En la literatura existe un gran número de estudios que describen la taxonomía y comportamiento de este organismo. Por ejemplo, se sabe que este microorganismo regula el abatimiento de sus cilios por medio de señales eléctricas en su membrana [1]. Esto es muy relevante debido a que las respuestas eléctricas de la membrana se relacionan directamente con las características de nado que exhiben. Por ende, este microorganismo tiene el potencial para ser usado como modelo de estudio de células más complejas como las neuronas. Es por esto por lo que en la literatura al Paramecium tetraurelia se le ha denominado como “La neurona nadadora” [2]. Por lo anterior este trabajo centra el enfoque en el desarrollo de un novedoso software capaz de detectar células individuales del microorganismo Paramecium tetraurelia en imágenes de un microscopio óptico digital usando algoritmos de visión por computadora. Los resultados de este trabajo están orientados a dar información relevante para el estudio y análisis del comportamiento de estas células.