Robert Steven Ledley (28 de junio de 1926 – 24 de julio de 2012), profesor de fisiología y biofísica y profesor de radiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Georgetown , fue pionero en el uso de computadoras digitales electrónicas en biología y medicina. En 1959, escribió dos artículos influyentes en Science : "Fundamentos del razonamiento del diagnóstico médico" (con Lee B. Lusted) y "Computadoras electrónicas digitales en la ciencia biomédica". Ambos artículos alentaron a los investigadores biomédicos y a los médicos a adoptar la tecnología informática.
En 1960, fundó la National Biomedical Research Foundation (NBRF), una organización de investigación sin fines de lucro dedicada a promover el uso de computadoras y equipos electrónicos en la investigación biomédica. En la NBRF, Ledley llevó a cabo varios proyectos importantes: el desarrollo a principios de la década de 1960 del Film Input to Digital Automatic Computer (FIDAC), que automatizó el análisis de cromosomas; la invención del escáner de TC de cuerpo entero Automatic Computerized Transverse Axial (ACTA) a mediados de la década de 1970; la gestión del Atlas de secuencia y estructura de proteínas (creado en 1965 por Margaret O. Dayhoff); y el establecimiento del Protein Information Resource en 1984. Ledley también se desempeñó como editor de varias revistas biomédicas importantes revisadas por pares.
En 1990, Ledley fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de los Inventores . En 1997, recibió la Medalla Nacional de Tecnología . Se retiró como presidente y director de investigación de la NBRF en 2010.
Robert Ledley nació el 28 de junio de 1926 en Flushing Meadows , Queens, Nueva York, EE. UU. [1] Su padre, Joseph Levy, era contador y su madre, Kate Levy, fue maestra de escuela antes de convertirse en ama de casa. Robert tenía una hermana, Marion, y un medio hermano, Ralph. Los tres hermanos se apellidaban Ledley. [2]
Entre los amigos de la infancia de Ledley en Flushing se encontraba Margaret Oakley Dayhoff , quien más tarde pasaría la mayor parte de su carrera trabajando en la Fundación Nacional de Investigación Biomédica y que se convertiría en una de las fundadoras del campo de la bioinformática . [3] Ledley asistió a la Escuela Horace Mann , de la que se graduó en 1943. [4]
Como estudiante de grado en la Universidad de Columbia, Ledley destacó en física, tomando cursos de grado y posgrado durante sus primeros dos años como estudiante. Sin embargo, cuando informó a sus padres de su deseo de convertirse en físico, ellos se opusieron con el argumento de que una carrera en física no sería factible para él dada la escasez de trabajos estables en ese campo. En cambio, lo instaron a ganarse la vida como dentista. Ledley intentó seguir ambos caminos a la vez; se inscribió en la Facultad de Odontología de la Universidad de Nueva York mientras continuaba su educación en física en Columbia. [5] Durante el día, Ledley tomaba cursos de capacitación en odontología en la Universidad de Nueva York, luego tomaba el metro hasta Columbia para tomar cursos nocturnos de física. Después de recibir su doctorado en odontología en la Universidad de Nueva York en 1948, Ledley se convirtió en estudiante de posgrado de física a tiempo completo en Columbia, donde tomó cursos de muchos físicos destacados, entre ellos II Rabi (que bromeaba diciendo que Ledley era el único físico que podía sacarle la muela a un hombre), Enrico Fermi , Hans Bethe y JA Wheeler . Ledley recibió una maestría en física de Columbia en 1950. [6]
En 1949, Ledley se casó con Terry Wachtell (nacida en 1926), profesora de matemáticas en el Queens College y hermana de Herbert Wachtell . [7] La pareja tuvo dos hijos, Fred (nacido en 1954) y Gary (nacido en 1957). Cuando la pareja se mudó al área de DC a principios de la década de 1950, Terry trabajó como programador de computadoras hasta que dejó el trabajo para criar a sus hijos. Ambos hijos se graduaron en la Facultad de Medicina de la Universidad de Georgetown . [8] Fred Ledley es profesor de Ciencias Naturales y Aplicadas en la Universidad de Bentley y es autor de numerosos artículos científicos, así como de la novela Sputnik's Child (2011). [9] Gary Ledley es un cardiólogo en ejercicio asociado con la Universidad de Drexel. [10]
Robert Ledley murió de enfermedad de Alzheimer en Kensington, Maryland, EE. UU. el 24 de julio de 2012. [11]
En 1950, poco después del estallido de la Guerra de Corea , un oficial de reclutamiento del ejército de los EE. UU. se puso en contacto con Ledley y le ofreció una opción: podía ofrecerse como voluntario para unirse al Cuerpo Dental del Ejército de los EE. UU. como primer teniente o ser reclutado en la infantería como soldado raso. Ledley se presentó voluntario de inmediato y fue enviado a la Escuela de Servicio Médico de Campo del Ejército de los EE. UU. para recibir capacitación. [6] Debido a que Ledley también estaba capacitado en física, fue asignado a una unidad de investigación dental en el Hospital General Walter Reed , en Washington, DC.
Durante su estancia en el ejército, Ledley fue responsable de mejorar los dispositivos protésicos dentales (como las dentaduras postizas ) que entonces utilizaba ampliamente el personal del ejército. Cabe destacar que Ledley aprovechó su formación en odontología y física para desarrollar un sistema que optimizaba el proceso de ajuste de las dentaduras postizas al permitir a los dentistas determinar el "ángulo de masticación" o la pendiente media de cada diente en relación con la superficie de un objeto (por ejemplo, un trozo de comida) que se estaba mordiendo. Ledley presentó este trabajo a la Sociedad Estadounidense de Física en 1952, y generó atención a nivel nacional a través de un artículo en el periódico Associated Press titulado "Matemáticas utilizadas para mantener los dientes postizos en su lugar". [12]
El trabajo de Ledley en prótesis dentales lo llevó a colaborar con investigadores de la Sección de Investigación de Materiales Dentales de la Oficina Nacional de Normas , donde le ofrecieron un trabajo de investigación en 1952 después de su baja del ejército. Allí conoció la Standards Eastern Automatic Computer , una de las primeras computadoras digitales electrónicas con programa almacenado. La primera interacción de Ledley con SEAC se produjo a través de su esposa, Terry, que trabajaba como una de las programadoras de la máquina: Robert aprendió a programar examinando programas (en cinta de papel perforada) y manuales que Terry traía a casa. Ledley comenzó a utilizar SEAC él mismo para su investigación dental, pero después de demostrar que era un programador y solucionador de problemas experto, se encontró trabajando con SEAC (y más tarde con DYSEAC ) a tiempo completo en una amplia variedad de proyectos, incluido un sistema de guía de aeronaves por control remoto. [13]
Para Ledley, trabajar con SEAC supuso una revelación, tanto en lo que respecta a su carrera como a la importancia potencial de las computadoras para la investigación biomédica. Recordaba: “Ya me había dado cuenta de que, aunque, conceptualmente, las ecuaciones físicas podían escribirse para describir cualquier fenómeno biomédico, dichas ecuaciones serían tan complejas que no podrían resolverse de manera viable en forma cerrada. Por lo tanto, SEAC sería mi panacea, porque las ecuaciones se volverían manejables mediante métodos numéricos de solución. O eso era lo que realmente creía en ese momento. Ese iba a ser mi campo, la aplicación de las computadoras a los problemas biomédicos”. [13]
Aunque Ledley ya había imaginado una carrera en la que emplearía ordenadores para resolver problemas biomédicos a principios de los años 1950, pasarían varios años antes de que se dedicara a esa carrera a tiempo completo. En la Oficina Nacional de Normas, el trabajo de Ledley estaba relacionado principalmente con la solución de problemas militares utilizando las técnicas de investigación de operaciones . Por ejemplo, publicó un artículo en la revista Operations Research que mostraba cómo se podía utilizar el álgebra de Boole para reducir problemas complejos de toma de decisiones militares hasta el punto en que se pudieran resolver utilizando una colección de tablas de verdad y preguntas de sí o no. [14]
Cuando Ledley perdió su trabajo en la NBS en 1954 debido a recortes presupuestarios, rechazó una oferta para trabajar para IBM (que contrató a los colegas de Ledley en masa). [14] En cambio, encontró empleo como "analista de investigación de operaciones" en la Oficina de investigación de operaciones de la Universidad Johns Hopkins. Allí, su trabajo permaneció principalmente centrado en problemas militares, pero su experiencia en biología, física, matemáticas e informática llamó la atención de uno de sus nuevos colegas de ORO, George Gamow . [14] Gamow, quien era reconocido por sus contribuciones al modelo cosmológico del Big Bang , se había interesado en la biología molecular inmediatamente después de que James D. Watson y Francis Crick dilucidaran la estructura de doble hélice del ADN en 1953. Gamow creía que las habilidades de Ledley podrían ser fundamentales para ayudar a descifrar el código genético, es decir, resolviendo el problema de cómo una secuencia de ADN se traduce en proteínas. En 1954, Gamow invitó a Ledley a unirse al elitista RNA Tie Club ; Otros miembros del club fueron Watson, Crick, Richard Feynman , Max Delbrück , Edward Teller y Sydney Brenner . [15]
El principal trabajo de Ledley para el RNA Tie Club fue un esfuerzo por generar un conjunto de tablas de contingencia con el propósito de escribir un programa de computadora que determinara la correspondencia entre cualquier secuencia de tres letras (triplete) de bases de nucleótidos y cualquier aminoácido (los bloques de construcción de las proteínas). Patrocinado por Gamow, Ledley publicó su trabajo en 1955 en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias . [16] Aunque Ledley había producido una tabla combinatoria que teóricamente podría usarse para determinar qué secuencia de tres letras de bases de ADN correspondía a qué aminoácido, el problema requirió varios miles de años de tiempo de cálculo en las computadoras más rápidas del mundo (circa 1955) para producir una solución. [13]
Después de haber establecido que no se podían utilizar ordenadores con una rapidez razonable para decodificar el ADN, Ledley se alejó del RNA Tie Club. Finalmente, el código se descifró en el experimento de Nirenberg y Matthaei de 1961 , en el que no se utilizaron ordenadores y que no fue llevado a cabo por miembros del RNA Tie Club. [17]
En 1956, Ledley fue contratado como profesor asistente de ingeniería eléctrica en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad George Washington . [1] Allí, impartió algunos de los primeros cursos sobre programación informática y escribió su primer libro, Digital Computer and Control Engineering (1960). En GWU, Ledley adquirió el Florida Automatic Computer I y II, dos descendientes del SEAC que habían sido descartados por la Fuerza Aérea de los EE. UU. como excedentes, con el propósito de establecer un "centro de computación" que usaría las computadoras para automatizar el proceso de Frederick Sanger de determinar la secuencia de aminoácidos de las proteínas. [13] Sin embargo, el centro nunca se construyó porque los Institutos Nacionales de Salud rechazaron la solicitud de Ledley de una subvención para financiarlo y porque la universidad se resistía a la perspectiva de instalar y dar soporte a las dos enormes computadoras. [13]
Lee B. Lusted (1922-1994), un radiólogo con formación en ingeniería eléctrica, se enteró del trabajo de Ledley en 1956 después de que Ledley diera una presentación titulada "Una visión de la medicina y la salud desde la investigación de operaciones" en la reunión anual de la Sociedad de Investigación de Operaciones de Estados Unidos . [18] Después de la reunión, Lusted telefoneó a Ledley y los dos descubrieron que compartían un fuerte interés en el uso de la electrónica y las matemáticas para mejorar la medicina. Los dos hombres inmediatamente comenzaron a colaborar en el desarrollo de formas de enseñar a los médicos e investigadores biomédicos, que rara vez tenían mucha formación en electrónica o matemáticas, a utilizar computadoras digitales electrónicas en su trabajo. [19]
En 1959, Ledley y Lusted publicaron “Fundamentos del razonamiento del diagnóstico médico”, un artículo muy leído en Science , que presentó técnicas de investigación de operaciones a los trabajadores médicos. Las áreas cubiertas incluían: lógica simbólica , teorema de Bayes (probabilidad) y teoría del valor . [20] En el artículo, se instruyó a los médicos sobre cómo crear bases de datos de diagnóstico utilizando tarjetas con muescas en los bordes para prepararse para un momento en el que tendrían la oportunidad de ingresar sus datos en computadoras electrónicas para su análisis. [20] Ledley y Lusted expresaron su esperanza de que al aprovechar las computadoras, gran parte del trabajo de los médicos se automatizaría y, por lo tanto, se podrían evitar muchos errores humanos. [21]
En el ámbito de la medicina, el artículo de Ledley y Lusted ha seguido siendo influyente durante décadas, especialmente en el campo de la toma de decisiones médicas. [22] Entre sus lectores más entusiastas se encontraba el cardiólogo Homer R. Warner , que emuló los métodos de Ledley y Lusted en su clínica de investigación en el LDS Hospital de Utah. El trabajo de Warner, a su vez, dio forma a muchas de las prácticas y prioridades de la altamente informatizada Intermountain Healthcare, Inc. , que en 2009 fue retratada por la administración Obama como un modelo ejemplar de un sistema de atención sanitaria que proporcionaba atención de alta calidad y bajo coste. [18] [23]
El artículo también atrajo la atención de los medios nacionales al trabajo de Ledley y Lusted. Artículos sobre el trabajo de los dos hombres aparecieron en varios periódicos importantes de Estados Unidos. Un pequeño dispositivo de demostración construido por Ledley para mostrar cómo funcionaría el diagnóstico electrónico fue descrito en el New York World Telegram como un "Cerebro de metal para el diagnóstico", mientras que el New York Post publicó un titular: "Se busca Dr. Univac en cirugía". [24] En varias ocasiones, Ledley y Lusted explicaron a los periodistas que creían que las computadoras ayudarían a los médicos en lugar de reemplazarlos, y que el proceso de introducción de las computadoras en la medicina sería muy desafiante debido a la naturaleza no cuantitativa de mucha información médica. [24] También imaginaron, años antes del desarrollo de ARPANET , una red nacional de computadoras médicas que permitiría a los proveedores de atención médica crear un historial médico accesible a nivel nacional para cada estadounidense y permitiría un análisis rápido de datos masivos a medida que las clínicas individuales recopilaban información y la enviaban a centros informáticos regionales y nacionales. [24] [25]
A principios de 1957, Ledley fue contratado a tiempo parcial por la Academia Nacional de Ciencias - Consejo Nacional de Investigación (NAS-NRC) para realizar una encuesta nacional sobre el uso actual y potencial de las computadoras en biología y medicina en los Estados Unidos. [15] Con el apoyo del senador Hubert Humphrey y el director del NIH James A. Shannon , la NAS-NRC encargó la encuesta en un esfuerzo por ayudar a los médicos y científicos de la vida a superar su renuencia a utilizar computadoras. [26]
Ledley publicó los resultados de su encuesta en un artículo de Science del 6 de noviembre de 1959 , “Computadoras electrónicas digitales en la ciencia biomédica”, en el que pedía a los biólogos que se formaran en matemáticas e ingeniería para utilizar eficazmente las computadoras digitales electrónicas. [27] Predijo que, a largo plazo, “quizás el mayor uso de las computadoras será en aplicaciones biomédicas”. [27] Al igual que el artículo anterior de Science coescrito con Lusted, el nuevo artículo de Ledley fue ampliamente leído; entre sus lectores más influyentes y entusiastas se encontraba Joshua Lederberg , que pasó gran parte de la última parte de su carrera utilizando computadoras para resolver problemas en la investigación biológica. [28]
La encuesta y el artículo de Ledley también dieron forma al primer esfuerzo importante de los Institutos Nacionales de Salud para alentar a los investigadores biomédicos a usar computadoras. [29] Este esfuerzo comenzó poco después del lanzamiento soviético del Sputnik en octubre de 1957: en reacción al Sputnik, el Congreso de los EE. UU. buscó medios para impulsar la productividad científica y tecnológica de los EE. UU. A partir de 1960, el Congreso asignó aproximadamente $ 40 millones al NIH con el propósito de estimular el uso de computadoras en la investigación biomédica. [29] Las recomendaciones de la encuesta de Ledley, en particular su llamado a que los trabajadores biomédicos se capaciten extensivamente en matemáticas e ingeniería, sirvieron como guía para el esfuerzo del NIH, que fue llevado a cabo por el Comité Asesor sobre Computadoras en Investigación (ACCR) del NIH. [29] El ACCR fue dirigido de 1960 a 1964 por el colaborador de Ledley, Lee Lusted. Durante esos años, el comité estableció varios centros importantes de computación biomédica en los EE. UU. y patrocinó el desarrollo del LINC . [29] El sucesor del ACCR, la Sección de Estudios de Investigación sobre Computadoras, estaba dirigido por Homer Warner, uno de los primeros médicos investigadores en emplear las técnicas de Ledley y Lusted en un entorno clínico. [30]
Después de su trabajo de investigación para la NAS-NRC y la publicación de sus artículos y los de Lusted en Science , Ledley buscó el apoyo del gobierno federal y de la universidad para sus esfuerzos por desarrollar computadoras y programas informáticos para su uso por parte de investigadores biomédicos. Con el apoyo de la NAS-NRC, Ledley fundó en 1960 la National Biomedical Research Foundation (NBRF), una organización sin fines de lucro , inicialmente con sede en un edificio propiedad de la NAS-NRC cerca de Dupont Circle , Washington, DC [31]
Creyendo que su carrera como miembro de la facultad universitaria limitaría en última instancia su investigación, Ledley dejó su puesto en GWU para dedicarse a tiempo completo a dirigir la NBRF. Ledley dirigió la NBRF hasta su jubilación en 2010. Entre los primeros empleados se encontraban: Louis S. Rotolo (asistente de Ledley en la encuesta NAS-NRC), James B. Wilson (exalumno de posgrado de Ledley en GWU) y Margaret O. Dayhoff (química cuántica con un doctorado de Columbia y amiga de la infancia de Ledley de Flushing). [31]
Basándose en la creencia de Ledley de que el uso de computadoras mejoraría sustancialmente la biología y la medicina al ayudar a matematizar esas áreas, la misión de la NBRF era "estimular a los científicos de investigación biomédica a utilizar computadoras dando ejemplo a través de su propia investigación y desarrollo pioneros en nuevas áreas de aplicaciones informáticas". [32] Comenzando con un presupuesto anual de menos de $100,000 y media docena de empleados, la NBRF se convirtió en una operación multimillonaria con más de 20 empleados a principios de la década de 1980. [31] Inicialmente, la gran mayoría del apoyo de la NBRF provenía del NIH, pero en 1980 obtuvo el apoyo de una variedad de fuentes federales, universitarias y corporativas, además de generar ingresos a través de la publicación de revistas y la venta de instrumentos electrónicos, software y patentes. [31]
En 1970, la NBRF comenzó a afiliarse al Centro Médico de la Universidad de Georgetown . La universidad, que había asignado espacio para una instalación de computación biomédica que nunca se había construido, proporcionó espacio de oficina y laboratorio para la NBRF, mientras que la NBRF serviría como un recurso informático para la universidad, además de aportar fondos y prestigio a la universidad a través de sus actividades de investigación y desarrollo. [31]
Como parte de la medida, Ledley fue designado para la facultad de la Universidad de Georgetown como profesor de radiología, fisiología y biofísica. [8] La NBRF estuvo ubicada físicamente en Georgetown desde 1970 hasta 2006. [31] Entre 2006 y 2010 tuvo su sede en oficinas en Washington, DC y Bethesda, MD.
En 2011, la NBRF se reincorporó en Massachusetts y adoptó una nueva declaración de misión.
El primer campo de interés de la NBRF fue el desarrollo de la tecnología de reconocimiento óptico de patrones. En colaboración con Wilson en 1960 y 1961, Ledley construyó el Dispositivo Automático para la Determinación de Antibióticos (ADAD), un dispositivo de medición de luz computarizado que probaba la eficacia de los antibióticos midiendo la transparencia en cultivos de placas de Petri. [32] Las áreas que eran transparentes eran probablemente áreas donde los antibióticos habían matado las poblaciones bacterianas; las áreas que eran opacas eran probablemente áreas donde las bacterias aún estaban vivas. [32] La NBRF vendió varias unidades ADAD a la Administración de Alimentos y Medicamentos y a grandes compañías farmacéuticas. [31]
Basándose en el éxito de ADAD, Ledley, Wilson y un recién llegado a la NBRF, el ingeniero eléctrico Thomas Golab, desarrollaron el Film Input to Digital Automatic Computer (FIDAC) a mediados de la década de 1960. [33] FIDAC fue diseñado para escanear una fotografía en su memoria y luego enviar esa información a una computadora más grande (por ejemplo, IBM 360) para reconocer patrones en la imagen escaneada. [33] Para digitalizar una fotografía, FIDAC impondría una cuadrícula de 700 x 500 puntos (de tamaño arbitrario) sobre ella y luego mediría el nivel de luz en cada punto. Dependiendo del nivel de luz detectado en ella, a cada punto se le asignaba un número entero que iba de 0 a 9. FIDAC podía generar un escaneo de 350.000 puntos en menos de 0,5 segundos. [33]
Ledley diseñó FIDAC para escanear fotomicrografías de cromosomas con el fin de automatizar la laboriosa tarea del análisis del cariotipo , que se utiliza para detectar enfermedades como el síndrome de Turner y el síndrome de Down . [33] Una vez programado para distinguir los cromosomas del fondo y luego reconocer anomalías en una muestra dada (por ejemplo, la presencia de cromosoma(s) adicional(es), cromosoma(s) con forma anormal), FIDAC podría realizar en 40 segundos un análisis de cromosomas que un técnico experto tardaría 15 minutos en completar a mano. [33]
Más allá del análisis de cromosomas, FIDAC fue adaptado para digitalizar y analizar fotografías de neuronas y frotis de Papanicolaou , así como fotografías de Schlieren . [33] Alrededor de una docena de unidades FIDAC se vendieron durante la década de 1960, y a principios de la década de 1970 hubo una demanda considerable de una versión más pequeña de la máquina. [33] Finalmente, el Laboratorio de Propulsión a Chorro recibió una subvención del NIH para desarrollar un instrumento pequeño, similar al FIDAC, para su uso en laboratorios y clínicas. [33]
Para facilitar el debate entre los usuarios y desarrolladores de FIDAC, Ledley fundó en 1969 la revista arbitrada Pattern Recognition , la publicación oficial de la Pattern Recognition Society. Ledley siguió siendo el editor de Pattern Recognition hasta 2010. [33]
Ledley es más conocido por sus esfuerzos de la década de 1970 para desarrollar tomografías computarizadas (TC) o escáneres CAT. Este trabajo comenzó en 1973, cuando la NBRF perdió la mayor parte de su financiación del NIH debido a los recortes presupuestarios federales. Durante este tiempo, la NBRF también se había involucrado cada vez más en proyectos informáticos en el campus. [34] Tratando rápidamente de recaudar fondos suficientes para cubrir los salarios de los empleados de la NBRF, Ledley buscó proyectos que la organización pudiera emprender para la Universidad de Georgetown. [34] Después de enterarse de que los médicos investigadores de Georgetown estaban frustrados por el costo de $ 500,000 (equivalente a $ 3,431,784 en 2023) de un escáner CT que deseaban comprar a EMI (EMI-Scanner), Ledley les prometió que la NBRF podría construir una máquina similar por solo la mitad del precio. La universidad acordó darle una oportunidad a Ledley, y durante los siguientes meses un equipo dirigido por Ledley, Golab, Wilson y Frank Rabbitt, trabajó para desarrollar un prototipo. [34] [35]
Además de reducir los costes, el equipo de NBRF se propuso superar la principal limitación del escáner EMI, a saber, que requería que los rayos X pasaran a través de un tanque de agua que envolvía el objeto que se estaba escaneando; esta limitación limitaba el uso del escáner solo a las cabezas de los pacientes y requería que los médicos colocaran las cabezas de los pacientes en una vejiga de goma que se extendía hasta un tanque de agua. [35] Basándose en su experiencia en imágenes médicas y trabajando con los primeros diseños de Godfrey Hounsfield para la máquina EMI, así como con los artículos teóricos de Allan McLeod Cormack y William H. Oldendorf , el equipo de NBRF concluyó que la necesidad de utilizar un tanque de agua podía eliminarse cambiando el algoritmo utilizado para ensamblar los rayos X en una imagen tomográfica . A diferencia del escáner de solo cabeza de EMI, que utilizaba un algoritmo de relajación, la máquina NBRF utilizaba un algoritmo de convolución. [35]
En 1974, después de varios meses de trabajo con los maquinistas de Georgetown y los especialistas en carrocerías de automóviles de un concesionario Cadillac cercano , el equipo de Ledley completó la construcción del escáner automático computarizado axial transversal (ACTA). [34] La máquina tenía 30 tubos fotomultiplicadores como detectores y completaba un escaneo en 9 ciclos de traslación/rotación, mucho más rápido que el escáner EMI. Utilizaba una minicomputadora DEC PDP-11/34 tanto para operar los servomecanismos como para adquirir y procesar las imágenes. Lo más importante es que el ACTA podía escanear todo el cuerpo, mientras que el escáner EMI solo podía escanear la cabeza. [34]
El ACTA tuvo un éxito inmediato en Georgetown. En una fase avanzada del desarrollo del prototipo, David C. McCullough, un neurocirujano pediátrico del Hospital Universitario de Georgetown, utilizó el ACTA (sin el conocimiento de Ledley) para examinar a un niño que se había golpeado la cabeza en un accidente de bicicleta. [34] McCullough utilizó la máquina para detectar una hemorragia cerebral en el niño y la información precisa sobre la ubicación de la hemorragia para planificar y realizar rápidamente una cirugía que le salvaría la vida. [34] La noticia de este y otros casos similares se difundió rápidamente y Ledley pronto se enfrentó a una demanda mundial de máquinas como el ACTA. [35]
Ledley fundó Digital Information Science Corporation (DISCO) en 1974, que vendió los escáneres ACTA por 300.000 dólares cada uno. [35] El 25 de noviembre de 1975, Ledley recibió la patente para el diseño de ACTA. [36] [37] Más tarde en 1975, DISCO vendió los derechos de ACTA a Pfizer por 1,5 millones de dólares en efectivo y 10 millones de dólares en financiación de investigación garantizada (pagada en 10 años) para la NBRF. [35] El ACTA 0100 de Pfizer y su sucesor, el 200FS, se vendieron a hospitales de todo el mundo entre 1975 y 1977, pero Pfizer perdió el mercado de imágenes médicas ante GE Medical y Technicare , que vendían escáneres de TC de última generación. [35] En 1981, Pfizer vendió su negocio de TC a Elscint .
A medida que se generalizó el uso de los escáneres CT, Ledley adquirió una importancia considerable. El prototipo de ACTA se exhibió en el Museo Nacional de Historia Estadounidense del Instituto Smithsoniano , en Washington, DC. El Instituto Smithsoniano también estableció un archivo de materiales relacionados con el desarrollo de ACTA. [1] Por su papel en el desarrollo de ACTA, Ledley fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de los Inventores en 1990 y recibió la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación en 1997.
Junto con el trabajo de Ledley en tecnología de imágenes, su colega de la NBRF Margaret Oakley Dayhoff estaba desarrollando recursos para el estudio de la vida a nivel molecular. Su Atlas de secuencia y estructura de proteínas de 1965 buscaba proporcionar una colección completa de los datos de la comunidad científica sobre secuenciación de proteínas . [38] Publicado anualmente por la NBRF, primero en papel, luego (a medida que el volumen de información crecía mucho más) en cinta magnética y finalmente en CD-ROM, el Atlas sirvió como centro de información para la creciente comunidad de secuenciadores de proteínas. [35] A mediados de la década de 1970, el Atlas se había convertido en el repositorio principal de datos de secuencias de proteínas y, en última instancia, sirvió como modelo para el Banco de datos de proteínas y la base de datos de secuencias de ácidos nucleicos GenBank , ambos ahora recursos importantes para biólogos. [35] [39]
Después de que Dayhoff muriera repentinamente en 1983, Ledley y Winona Barker (que se unió al NBRF a fines de la década de 1960) se hicieron cargo del proyecto. [35] A mediados de la década de 1980, Ledley y Barker lideraron un equipo que desarrolló el Recurso de identificación de proteínas (más tarde llamado Recurso de información de proteínas o PIR), una versión en línea del Atlas . Los investigadores que usaban módems o Tymnet podían acceder al PIR para buscar información de secuencias o agregar a la colección. [35] A partir de 2012, el PIR sigue siendo un recurso importante para los biólogos; es administrado conjuntamente por la Universidad de Delaware y la Universidad de Georgetown, y es un componente importante de UniProt .
Entre 1979 y 1980, Ledley y Golab desarrollaron el oftalmógrafo electroneurológico computarizado (CENOG). Esta máquina permitió a los profesionales de la salud analizar automáticamente la motilidad ocular , un factor importante en el diagnóstico de trastornos neurológicos y oftálmicos. [8] El CENOG generó una considerable atención de los medios a principios de la década de 1980, en gran medida porque sirvió como demostración de la viabilidad del diagnóstico médico automatizado. [40] [41]
Mientras estuvo en la NBRF, Ledley también realizó trabajos relacionados con el diseño de computadoras. En 1970, cuando la Ley de Moore era todavía una idea relativamente nueva y las computadoras más poderosas tenían entre 1000 y 2000 puertas lógicas, Ledley escribió un artículo titulado “Realization of a Billion-Gate Computer” (Realización de una computadora de mil millones de puertas) en el que especulaba sobre las capacidades de una computadora transistorizada que tuviera 1 000 000 000 de puertas lógicas. Propuso que una máquina de este tipo: 1) no tendría un diseño lógico fijo; 2) sería capaz de rediseñar algunos de sus propios componentes; 3) sería capaz de “autocurarse”. [42] Los microprocesadores de mil millones de transistores han sido comunes en las computadoras personales desde 2010, aunque estas máquinas no son tan dinámicas (en términos de estructura lógica) como Ledley había predicho.
A finales de la década de 1980, Ledley lideró el equipo que desarrolló el Bat, un ratón tridimensional que permitía a los usuarios interactuar con objetos en un espacio tridimensional (generado mediante imágenes estereoscópicas). [8]
Durante su larga carrera en la NBRF, Ledley se desempeñó como editor de cuatro importantes revistas revisadas por pares. En 1969, lanzó Pattern Recognition Journal [43] y Computers in Biology and Medicine . [44] El primero se centra en enfoques computarizados para el reconocimiento de patrones, mientras que el segundo publica artículos, algoritmos y descripciones técnicas relacionadas con el uso de computadoras en biomedicina. En 1972, Ledley comenzó Computer Languages, Systems and Structures , cuya misión es publicar "artículos sobre todos los aspectos del diseño, implementación y uso de lenguajes de programación, desde la teoría hasta la práctica". [45] En 1976, tras el éxito de ACTA, Ledley inició Computerized Tomography , que pasó a llamarse Computerized Radiology en 1977, y posteriormente pasó a llamarse Computerized Medical Imaging and Graphics en 1981. Sirve como "una fuente para el intercambio de información sobre el uso médico de nuevos desarrollos en el diagnóstico, la intervención y el seguimiento por imágenes". [46] Ledley se desempeñó como editor de las cuatro revistas hasta su jubilación en 2010. Actualmente, las revistas son publicadas por Elsevier .