Üblicherweise werden nicht-invasive mikroskopische Techniken wie die optische Kohärenzmikroskopie und die Zwei-Photonen-Mikroskopie eingesetzt
Ballistische Photonen passieren direktObjekt, keine Abweichung. Sie werden verwendet, um das Bild eines Objekts zu rekonstruieren. Beim Durchgang von Licht durch das Material werden wiederum mehrere gestreute Photonen durch zufällige Ablenkungen erzeugt. Dadurch erscheinen sie im Bild als körniges Rauschen. Wenn sich das Licht weiter ausbreitet, nimmt der Unterschied zwischen gestreuten und ballistischen Photonen zu, wodurch die Informationen über das Bild verdeckt werden.
Knochengewebe hat viele komplexe innereStrukturen. Sie verursachen eine starke Mehrfachstreuung des Lichts und komplexe optische Aberrationen. Wenn es notwendig ist, durch den intakten Schädel ein optisches Bild des Mausgehirns zu erhalten, sind die empfindlichen Strukturen des Nervensystems nur schwer sichtbar. Körniges Rauschen und andere Bildverzerrungen stören. Dies ist ein großes Hindernis in der neurobiologischen Forschung, wo Mäuse oft als Modelle verwendet werden. Aufgrund dieser Einschränkungen bei bildgebenden Verfahren muss der Schädel von Mäusen entfernt oder ausgedünnt werden, um die neuronalen Netzwerke des darunter liegenden Hirngewebes zu untersuchen.
Eine Forschergruppe unter der Leitung eines ProfessorsChoi Wonshika vom Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics des Institute for Basic Sciences (IBS) in Seoul, Südkorea, hat einen großen Durchbruch in der optischen Bildgebung des tiefen Gewebes erzielt. Sie haben ein neues optisches Mikroskop entwickelt, das Bilder durch den intakten Schädel einer Maus aufnehmen kann. Dadurch haben Wissenschaftler ohne Verlust der räumlichen Auflösung Zugriff auf eine mikroskopische Karte neuronaler Netze im Hirngewebe.
Schematische Darstellung eines reflektierenden Array-Mikroskops, das von Forschern des IBS Center for Molecular Spectroscopy and Dynamics entwickelt wurde. Bereitgestellt von: IBS
Ein neues Mikroskop mit einer reflektierenden Matrix und Mähdreschernumfasst die Fähigkeiten sowohl der Hardware als auch der rechnergestützten adaptiven Optik (AO). Diese Technologie wurde ursprünglich für die bodengestützte Astronomie entwickelt, um optische Aberrationen zu korrigieren. Ein herkömmliches konfokales Mikroskop misst das Reflexionssignal nur im Brennpunkt der Beleuchtung und unterdrückt jegliches unscharfe Licht.
Neues Mikroskop mit reflektierender Matrixerkennt alle gestreuten Photonen an anderen Positionen als dem Brennpunkt. Die gestreuten Photonen werden dann rechnerisch mit einem neuen CLASS-Algorithmus (Closed Scattering Accumulation) korrigiert. Dieser AO-Algorithmus nutzt das gesamte Streulicht, um ballistisches Licht selektiv zu extrahieren und optische Aberrationen zu korrigieren.
Ein reflektierendes Array-Mikroskop hatDer große Vorteil besteht darin, dass es direkt mit einem herkömmlichen Zwei-Photonen-Mikroskop kombiniert werden kann, das im Bereich der Lebenswissenschaften bereits weit verbreitet ist.
Unser Mikroskop ermöglicht es Ihnen, feine innere Strukturen tief in lebenden Geweben zu erkunden. Dies wird wesentlich zur Früherkennung von Krankheiten beitragen und die Forschung in den Neurowissenschaften beschleunigen.
Forschungsprofessor Yoon Seokchan
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