Томограф поможет палеонтологам анализировать окаменелости

Российские ученые показали, как томография, микрофокусная или медицинская, поможет археологам и палеонтологам в таксономических и эволюционных исследованиях. Для этого они разработали программу, которая детально и точно определяет толщину эмали ископаемых зубов. Этот подход должен прийти на смену традиционным ручным методам и повысить точность исследований. Результаты опубликованы в Journal of Imaging.

Зубы — одна из самых важных палеонтологических находок. По ним ученые могут судить об эволюционных процессах и распространении вымерших видов. В основном для этого используют толщину эмали — по ней можно понять, к какому виду относятся останки, и сделать выводы об образе жизни животного. Этому методу уже более ста лет, но для измерения применяются в основном ручные методы. Относительно новый подход в этом направлении — измерять толщину эмали в разных сечениях зуба. Для этого необходимо зуб «разрезать», однако это уничтожает палеонтологический материал. Теперь российские ученые предложили палеонтологам использовать для исследований недеструктивные методы медицинского сканирования. Они позволяют получить более точную картину, не повредив при этом сам зуб.

«Интерес к методам измерения толщины зубной эмали связан с важностью этих данных в эволюционных исследованиях. В то же время достижения в области методов визуализации и сканирования позволили изучать внутренние слои зубов с большей степенью точности и детализации. Это заставляет менять устоявшиеся взгляды в различных областях стоматологических исследований, начиная от интерпретации морфологии и заканчивая метрическими оценками. Значительный объем данных был получен с использованием традиционных методов, которые теперь нужно критически пересмотреть уже с современными технологиями и методологией», — рассказал Армен Габучян, сотрудник Института цифровой стоматологии РУДН.

Медики продемонстрировали возможности на примере зубов приматов, найденных в Северном Вьетнаме. Один из них принадлежал человекообразной обезьяне гигантопитеку, второй — орангутану. Зубы отсканировали с помощью микрофокусного компьютерного томографа. После получения «сырых» данных томографа их необходимо обработать — превратить в читаемые и полезные для заданной цели.

После обработки результатов томографии получаются объемные модели, на которых с помощью цветовой карты обозначена толщина эмали. Можно также построить двумерные сечения зуба и исследовать изменения в толщине эмали вдоль выбранной линии. Для этого ученые разработали специальное программное обеспечение.

«Наш подход обеспечивает возможность объективных и воспроизводимых исследований толщины эмали автоматизированными методами. Это, вероятно, будет эффективно для более глубоких таксономических исследований и для разработки метрических и аналитических систем. Более того, наша методика открывает возможности для ее применения и в клинических методах — для выявления изменений в жевательной системе. Однако это, вероятно, потребует усовершенствования клинически применимых методов визуализации», — отметил Армен Габучян.