光コヒーレンス顕微鏡や二光子顕微鏡などの非侵襲的な顕微鏡技術は通常、
弾道光子はすぐに通過しますオブジェクト、偏差なし。これらは、オブジェクトのイメージを復元するために使用されます。次に、光が材料を通過するときに、ランダムな偏向によって複数の散乱光子が生成されます。その結果、画像に粒子の粗いノイズとして表示されます。光がさらに進むと、散乱光子と弾道光子の差が大きくなり、画像に関する情報が不明瞭になります。
骨組織には多くの複雑な内部があります構造。それらは強い多重光散乱と複雑な光学収差を引き起こします。無傷の頭蓋骨を通してマウスの脳の光学画像を取得する必要がある場合、神経系の微細構造を視覚化することは困難です。粒子の粗いノイズやその他の画像の歪みが干渉します。これは、マウスがモデルとしてよく使用される神経生物学的研究における主要な障害です。イメージング技術にはこのような制限があるため、その下の脳組織の神経ネットワークを調べるには、マウスの頭蓋骨を取り除くか薄くする必要があります。
教授が率いる研究者グループ韓国のソウルにある基礎科学研究所（IBS）の分子分光法およびダイナミクスセンターのChoi Wonshikaは、深部組織光学イメージングにおいて大きな進歩を遂げました。彼らは、マウスの無傷の頭蓋骨を通して画像をキャプチャできる新しい光学顕微鏡を開発しました。その結果、科学者は空間分解能を失うことなく、脳組織の神経ネットワークの顕微鏡マップにアクセスできます。
IBS 分子分光・動力学センターの研究者によって開発された反射アレイ顕微鏡の概略図。提供: IBS
反射マトリックスと組み合わせを備えた新しい顕微鏡ハードウェアと計算適応光学 (AO) の両方の機能が組み込まれています。この技術はもともと地上天文学で光学収差を補正するために開発されました。従来の共焦点顕微鏡は、照明の焦点でのみ反射率信号を測定し、焦点外の光をすべて拒否します。
反射マトリックスを備えた新しい顕微鏡焦点以外の位置にあるすべての散乱光子を検出します。その後、散乱光子は新しい CLASS (Closed Scattering Accumulation) アルゴリズムを使用して計算的に補正され、この AO アルゴリズムはすべての散乱光を使用して弾道光を選択的に抽出し、光学収差を補正します。
反射アレイ顕微鏡には、大きな利点は、ライフ サイエンスの分野ですでに広く使用されている従来の 2 光子顕微鏡と直接組み合わせることができることです。
私たちの顕微鏡では、生体組織の奥深くにある繊細な内部構造を探索できます。これは、病気の早期診断に大いに役立ち、神経科学の研究を加速します。
ユン・ソクチャン研究教授
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