Des chercheurs de l'Université Duke ont développé une technologie photoacoustique fonctionnelle ultrarapide
microscopie photoacoustique, quiutilisé par les scientifiques, est basé sur une combinaison de lumière et de son. Le laser dirige la lumière dans le tissu ou la cellule cible. Sous l'action de la lumière, la cellule s'échauffe et se dilate instantanément, créant une onde ultrasonore, qui est enregistrée par des capteurs.
Image : Xiaoyi Zhu et al., Nature Light : Science & Applications
Les chercheurs ont amélioré l'appareil pour la microscopie photoacoustique et ont également appliqué l'apprentissage automatique pour améliorer la qualité des images entrantes.
Système de balayage multi-angle créé parscientifiques, envoie plus d'impulsions laser sur une plus grande surface, et un nouveau mécanisme de balayage permet au scanner laser et au capteur à ultrasons de fonctionner simultanément. Les développeurs notent que ces changements ont doublé la vitesse de leur appareil.
À la deuxième étape, les scientifiques ont créé un algorithme pour la machineformation, ce qui a augmenté la résolution des images. Les chercheurs ont formé l'IA pour identifier la vascularisation dans le cerveau en utilisant plus de 400 images de cerveaux de souris collectées lors d'expériences précédentes. Bien que chaque cerveau soit unique, l'algorithme a appris à identifier les structures communes et a utilisé ces connaissances pour combler les pixels précédemment manquants.
"Les images résultantes se ressemblaientaussi détaillées que les images haute résolution que nous obtiendrions normalement si nous courions à des vitesses beaucoup plus lentes et n'avions pas à sacrifier le champ de vision complet », explique Junjie Yao, l'un des auteurs de l'étude.
Les chercheurs notent que lors de la visualisationLe cerveau doit faire deux choses en même temps. D'une part, les instruments doivent être suffisamment rapides pour capturer des événements à court terme, tels que le déclenchement d'un neurone ou le mouvement du sang dans un capillaire. Et en même temps, ils doivent montrer une activité à différentes échelles - dans tout le cerveau ou au niveau d'une artère.
Vous pouvez atteindre ces objectifs individuellement, maisc'est très difficile de les faire tous ensemble. C'est comme choisir entre une petite voiture rapide dans laquelle il est inconfortable de s'asseoir ou une grande voiture spacieuse qui ne dépasse pas 30 milles à l'heure.
Junjie Yao, professeur adjoint de génie biomédical à Duke University, co-auteur de l'étude
Les chercheurs prévoient d'utiliser UFF-PAM pourétudier les maladies du cerveau telles que la démence, la maladie d'Alzheimer ou même le COVID à long terme. Ils prévoient également d'améliorer l'appareil pour l'imagerie d'organes tels que le cœur, le foie et le placenta, qui sont également en mouvement et nécessitent une imagerie à grande vitesse.
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