Vědci "vrátili život" dětské mumii staré 2000 let

S využitím 3D modelování na počítačích společnosti SGI zobrazili výzkumní pracovníci univerzity Stanford University s nevídaným realizmem dítě, které žilo na počátku našeho letopočtu.

MOUNTAIN VIEW, Kalifornie, 3. srpna 2005. Před dvěma tisíci let pohřbili zarmoucení rodiče v Egyptě své dítě způsobem, který byl v té době běžný: vyňali z těla dítěte všechny orgány s výjimkou srdce, tělo konzervovali solí a zabalili do lněných obvazů napuštěných vonnými pryskyřicemi. Stejně jako všichni Egypťané v té době věřili, že tak zabezpečí svému milovanému děcku možnost jednou zase oživnout. Tým expertů v Silicon Valley to nyní dokázal, i když ne přesně tak, jak si to představovali jeho rodiče.

Na tiskové konferenci v sídle společnosti Silicon Graphics umožnili výzkumní pracovníci účastníkům doslova pohlédnout do tváře dítěte, jehož mumifikované tělesné pozůstatky představují neobvyklý nález z dob starého Egypta. Vycházeli přitom z mimořádně podrobného 3D modelu, získaného z 60000 snímků s vysokým rozlišením, který respektuje i nejjemnější detaily objektu. Výsledkem je vysoce kvalitní interaktivní vizualizace objektu, která umožnila specialistům z různých oborů z lékařského ústavu Stanford University a z centra pro biologické výpočty Stanford-NASA National Biocomputation Center odhalit zajímavé informace o dítěti, které žilo a zemřelo před 2000 roky.

Mumie byla přibližně od roku 1930 uložena v muzeu Rosicrucian Egyptian Museum and Planetarium v San José. Pojmenovali ji Sherit, což je starobylé egyptské jméno a značí "maličká".

Skenováni a vizualizace historického významu

Pro skenování a vizualizaci objektu použili pracovníci univerzity Stanford University tomograf AXIOM firmy Siemens, jeden z pěti přístrojů tohoto typu na světě, schopných generovat obrazy s tak vysokým rozlišením. Vygenerovali řezy o tloušťce 200 mikronů, což je podstatně podrobnější snímání než při známé vizualizaci mumie krále Tutanchamona, kde byly použity řezy 750 mikronů. Tak byly získány informace o objemu 92 GByte, což je 35 krát více než v případě mumie krále Tutanchamona.

K vytvoření plně interaktivního 3D modelu celé mumie byl použit software německé firmy Volume Graphics GmbH, instalovaný na výkonném počítači Silicon Graphics Prism™ s dvěma procesory Intel® Itanium®. Uvedený software pracuje metodou sledování paprsku v reálném čase, která se používá i při generování animovaných filmů.

Po podrobné analýze rukou, nohou, lebky, slabin, páteře a hrudi došli pracovníci týmu k řadě poznatků, např.:

• Sherif byla děvčátko ve věku 4,5 až 5,5 roků.
• Její pozůstatky nenesou žádné známky zranění, takže je pravděpodobné, že zemřela na běžnou střevní nebo jinou nemoc (je známo, že polovina dětí v Egyptě umírala před pátým rokem života).
• Na zlatou masku byla nanesena směs vonných pryskyřic, což svědčí o tom, že pocházela z majetné rodiny.

"To, že můžeme pozorovat anatomii v trojrozměrném zobrazení, dává mnohem přesnější obraz o objektu", říká Paul Brown, DDS, z centra Stanford-NASA National Biocomputation Center. Určil věk dítěte a další jeho vlastnosti spolu s odborníky z oboru zubního lékařství, ortodoncie a ústní chirurgie. "Ani z mnohonásobných 2D řezů nelze určit vlastnosti chrupu tak přesně a rychle jako z kvalitní 3D vizualizace."

Jak uvádí Paul Brown, skenování s vysokým rozlišením a vizualizační technologie už dnes mění postupy, používané v zubním lékařství a ortodoncii a přispívají k urychlení diagnózy, plánování operačních zásahů a předpovídání změn při růstu. Zkušeností získané při studiu mumie ještě urychlí tyto změny lékařských postupů.

"Pracuji už roky s 3D vizualizací s vysokým rozlišením," dodává Brown, který má za sebou více než 35000 ošetření zubu, vede výzkum na univerzitě Stanford a učí na dalších dvou kalifornských univerzitách. "Toto je nejlepší vizualizace, jakou jsem kdy viděl. To se prostě nedá srovnávat."

"Vizualizace se stále častěji používá při výzkumu mumií, ale vzhledem k dokonalejší technologii mají výsledky dosažené s vizualizačním systémem SGI vyšší kvalitu, rozlišení a interaktivitu", říká Lisa Schwappach-Shirriff, pracovnice muzea Rosicrucian Egyptian Museum and Planetarium, jež se zúčastnila výzkumu dětské mumie pomocí rentgenových paprsků v šedesátých letech. "Při použití snímání s vyšším rozlišením a programů SGI pro objemovou vizualizaci bylo tělo mumie modelováno s dosud nevídanou realističností. Získané obrázky dítěte berou dech a musíme obdivovat podrobnost zobrazení."

Tým "oživil" mumifikované dítě

Odborníci z oboru medicíny, vědci a počítačoví experti, kteří tvoří tým pro výzkum mumie, prezentovali dnes své výsledky v prezentačním sále SGI® Reality Center® Theater, vybaveném projekční plochou o rozměru 750 cm, s rozlišením 3000 x 1024 pixelů. Vizualizační systém Silicon Graphics Prism s 24 procesory Itanium 2 a kapacitou hlavní paměti 30 GByte umožňoval účastníkům interaktivně studovat mumii, detaily obvazů, do kterých je zabalena, pozlacenou hrudní deštičku a obličejovou masku, které zůstaly z původního obalu.

Účastníci konference měli též ojedinělou příležitost podívat se přes bariéru 2000 roků do tváře děvčátka, zobrazené k nerozeznání od skutečnosti. Po získání digitálního modelu lebky z údajů získaných tomografem vytvořila skupina vědců, kterou vedl chirurg Stephen Schendel, MD, DDS, profesor chirurgie na Stanford University, fyzikální repliku, přesně zodpovídající skutečnému tvaru lebky. Z tohoto fyzikálního modelu, vytvořeného firmou Medical Modeling Inc. v Golden, Colorado, vytvořili členové týmu hliněný odlitek tváře s využitím záchytných bodů, získaných při studiu dosud nepoškozených uší a odvozených z poznatků o rysech tváře egyptských dětí, "Tato busta ilustruje životní příběh děvčátka, které žilo v dobách, kdy Egypťané, Římané, Židé a křesťané žili vedle sebe," uvádí Schwappach-Shirriff. "Tato mumie už není jen fascinujícím nálezem, ale živým dítětem, které žilo před mnoha roky."

Aby při vizualizaci poskytli vjemy všem smyslům účastníků, spolupracovala firma SGI s místními odborníky, kteří odebrali mikroskopické vzorky pryskyřice pokrývající obličejovou masku. Metodami plynové chromatografie, hmotové spektrometrie a jinými technikami ve firmě Evans Analytical Group, sídlící v Silicon Valley, určili složení této pryskyřice. Přitom v ní objevili složky přírodních vonných látek. SGI se obrátila na chemičku a známou specialistku na kompozici přírodních vůní Mandy Aftel, aby odhalila vzorec starobylé látky. Mandy Aftel vysvětlila na tiskové konferenci postup při rekonstrukci vonné látky a rozdala účastníkům vzorky této látky, aby mohli vyzkoušet autentickou vůni parfému, používaného pří starověkých pohřebních obřadech.

SGI se stala průkopníkem podrobného studia mumií pomocí vizualizace jejich modelu v roku 2003 realizací velkolepého projektu v muzeu British Museum v Londýně. Od té doby používají mnohá muzea ve světě tuto metodu s využitím široké škály technologií. Toto úsilí má obyčejně za cíl zaujmout sponzory muzea interaktivní "procházkou" po mumií. Dnešní systém SGI dovoluje výzkumníkům studovat a interaktivně pracovat s mimořádně velkými a podrobnými 3D modely. Během dvou roků od realizace projektu v Britském muzeu pokročily technologie SGI natolik, že se tato metoda stává ideálním nástrojem egyptologů a institucí, usilujících o dokonalé pochopení a zhodnocení těchto objektů z dávných dob, aniž by došlo k jejich poškození.

"Jak dokazuje tento projekt s dětskou mumií, v posledních třech letech se snímací technologie a vizualizační metody SGI dramaticky zlepšily," konstatuje Afshad Mistri z oddělení marketingu vizualizace, SGI. "Rozdíl v v kvalitě dosažený dnes ve srovnání s předchozími experimenty je okamžitě patrný.

Obrovské objemy dat, získané novou generací tomografů, vyžadují na druhé straně špičkové vizualizační nástroje k vytvoření realistických interaktivních 3D modelů. Pracovníci muzeí a archeologové od San José po Londýn se snaží pomocí těchto technologií získat nové informace, skryté pod zábaly, které chránily tělesné pozůstatky tisíce roků. "Použitím nejnovějších systémů SGI a nových metod vizualizace s takovými nástroji, jako je nejnovější grafická technologie VGL firmy Volume Graphics, se dostávají tyto informace na povrch a jejich zobrazení na velké projekční ploše ještě zesiluje jejich působivost," soudí Mistri. "Je to další oblast, ve které SGI posouvá meze počítačových aplikací jako zdrojů objevů a inovace při 3D vizualizaci."

Nová úroveň vizualizace

Vizualizační technologie SGI mají klíčový význam v lékařské praxi a výzkumu, ale využívají se i v ekonomické oblasti při strategickém plánování a vyhodnocování a při výzkumu zaměřeném na řešení nejnaléhavějších problémů světa. Do této oblasti patří těžba ropy a plynu, projektování a simulace nárazových zkoušek v automobilovém průmyslu.

Muzeum Rosicrucian Egyptian Museum and Planetarium v San Jose, Kalifornie slaví letos 75 roků svého trvání. V jeho sbírkách je největší kolekce autentických nálezů ze starověkého Egypta v západní části severní Ameriky. Více informací na stránce www.egyptianmuseum.org nebo telefonicky (408) 947-3636.

Ústav medicíny univerzity Stanford University je nejstarší vysokou školou zaměřenou na medicínu na západě USA. Probíhá na ní intenzivní výzkum zaměřený na zlepšení zdravotní péče, objevy a inovace v oblasti péče o pacienty, vzdělávání a výzkumu.

SILICON GRAPHICS | Zdroj inovace a objevů™

Firma SGI, známá též jako Silicon Graphics, Inc., patří k světové špičce v oblasti nejnáročnějších výpočtů, vizualizace a zpracování dat. Její vizí je poskytnout technologie, které umožní významné vědecké a tvůrčí činy 21. století. SGI pomáhá vědcům, technikům a jiným tvůrčím osobnostem řešit nové náročné problémy, jako například zpracování obrazu při mozkové chirurgii, účinné vyhledávání naftových pramenů, studium globálního klimatu nebo přechod k digitálnímu rozhlasovému vysílání. Ústředí SGI sídlí v Mountain View v Kalifornii, společnost má pobočky po celém světě. Další informace najdete na www.sgi.com.

Silicon Graphics, SGI, Reality center, logo SGI a logo ve tvaru krychle jsou registrované obchodní značky a Silicon Graphics Prism a slogan The Source of Innovation and Discovery jsou obchodní označení firmy Silicon Graphics, Inc. ve Spojených státech, jakož i v ostatních státech světa. Intel a Itanium jsou obchodní značky nebo registrované obchodní značky firmy Intel nebo jejích poboček v USA a daších zemích..Všechny ostatní obchodní značky uvedené v textu jsou vlastnictvím jejich majitelů.