1959年，物理学家理查德•费曼在加州理工学院发表了题为《物质底层大有空间》的演讲，呼吁从业者制造更强大的显微镜，让生物学家能够进一步探索“微小的世界”。他说，如果我们能够“看上一眼”，回答基本的生物问题就会容易很多。
几年后，在科幻电影《神奇旅程》中，一个潜艇船员缩小到了显微镜才能看到的大小，进入人体，执行修复大脑损伤的任务。这部1966年的电影在预告片中宣称，该电影“将沉入未知世界的底部”，把观众“带到人和相机都没有见过的地方”。现在，科学家成功地将20世纪中叶物理学家和电影制片人的愿景与虚拟现实（VR）体验结合在一起。2020年10月，在《自然•方法》上发表的一篇论文中，研究人员介绍了一款新软件，借助这种软件，科学家只需要戴上虚拟现实头盔就能进入人的身体，探索细胞和其他生物结构。这不是电脑操控的假象，而是用超高分辨率显微镜拍摄活的细胞图像。软件会将显微镜提供的2D数据转换为3D沉浸式可视景象。通过这种全新的、几乎称得上是亲眼看到生物结构的体验，研究人员也许能更好地了解细胞的内部运作，对疾病的成因进行研究。论文的共同作者、剑桥大学生物物理化学家史蒂芬•李（Steven Lee）说：“我们正在尝试用这有趣的方法来‘看上一眼’。” 史蒂芬•李和他在剑桥大学的同事与3D图像分析公司Lume VR合作开发了这款软件。
布里斯托大学Polymaths实验室的主管赫密斯•布卢姆菲尔德-加德哈（Hermes Bloomfield-Gadêlha）说：“识别自然界的模式是科学的基石。这是一项激动人心的进步，有了它，我们能够观察神秘而奇特的分子世界的模式并与之互动。”史蒂芬•李兴致勃勃地带我游览了脑细胞（也就是神经元）。我们首先鸟瞰了神经元。神经元的轴突是细长的管状突出部分，能够以电脉冲的形式将信息从一个脑细胞传到另一个脑细胞。在我们放大近看时，史蒂芬•李说：“神经元就是用你看到的细管进行交流的。想法、观点和感受都来自这些细管。”靠近轴突，我们发现管状结构是由圆环状的蛋白质——血影蛋白组成的。史蒂芬•李说：“这些圆环之间的空隙约为100纳米，非常小，也就是说，它只有100个十亿分之一米大。”悬挂在血影蛋白环支架之外的分子很有趣。史蒂芬•李曾问过：“它们是漂浮在轴突旁，还是与轴突壁连接在一起呢？”现在我们可以尝试回答这些问题，他说：“通过其他方式回答则非常困难。”这款名为vLUME的软件可以让科学家解剖和操作观看自己感兴趣的分区。我们观看了一个完全翻转的轴突切面。看它的里面，就像是从上往下看一个有棱纹的吸管。（这是一个让人难以置信的体验，我们就置身于那个可以让人思考的结构之中。）我们还观察了飘浮在虚拟盒子内的4个轴突片段，然后将它们放大进行并排观察。“我们还可以做一些量化测试，看看它们之间的区别。”李说。了解健康区域与病变区域的区别有助于研究人员找到疾病产生的原因。随后我们将画面拉远，观看了整个画面，包括轴突和4个片段，它们还带有分析注解和手写的备注。有了这些非常漂亮的画面，科学家既能轻松研究细胞结构，又可以向人们讲解。如果没有超高分辨率显微镜，我们不可能拥有这种技术。超高分辨率显微镜的发明者在2014年获得了诺贝尔化学奖。这种光学显微镜技术绕开了衍射极限，衍射极限是一种物理极限，它将光学分辨率限制在大约250纳米，之前人们认为这是一种无法突破的极限。借助超高分辨率显微镜技术，研究人员可以获取小到20纳米的生物结构的图像，但是这种图像一般是2D的。而生命则是3D的，科学家一直在努力通过2D图像推导3D信息。事实证明，以身临其境的原生方式与3D数据互动是一件很困难的事情。vLUME使用的数据来自超高分辨率图像，这些图像由数百万个代表单个分子3D位置的点组成，这些分子称为荧光分子。研究人员使用vLUME将信息转成点云（即空间数据点的集合）。通过vLUME软件，我们可以对点云进行探索和分割。之后，聚类算法会分析复杂的数据集，生成生物结构的模式。vLUME将可免费用于学术研究。研究人员已经在使用它来了解免疫细胞如何确定体内的哪些细胞被病原体感染了，以及患病时蛋白质是怎样错误折叠的。史蒂芬•李说：“通过它，我们能够以直观的方式向人们展示数据，并很快排除假设。”“看上一眼”的能力可能只是一个开始。布卢姆菲尔德-加德哈说：“未来，通过数学建模与仿真，甚至是机器人等实现多学科的相互作用，我们也许可以获得预测3D分子实际状况的能力，并将对自然界分子宇宙的理解提高到如今难以想象的地步。”IEEE Spectrum
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