Zwykle stosuje się nieinwazyjne techniki mikroskopowe, takie jak optyczna mikroskopia koherentna i mikroskopia dwufotonowa
Fotony balistyczne przechodzą przez nieobiekt, bez odchylenia. Służą do przywrócenia obrazu obiektu. Z kolei wiele rozproszonych fotonów jest generowanych przez przypadkowe odchylenia, gdy światło przechodzi przez materiał. W rezultacie na obrazie wyglądają jak ziarnisty szum. W miarę jak światło przemieszcza się dalej, różnica między fotonami rozproszonymi i balistycznymi rośnie, przesłaniając w ten sposób informacje o obrazie.
Tkanka kostna ma wiele złożonych wewnętrznychStruktury. Powodują silne wielokrotne rozpraszanie światła i złożone aberracje optyczne. Kiedy konieczne jest uzyskanie optycznego obrazu mózgu myszy przez nienaruszoną czaszkę, drobne struktury układu nerwowego są trudne do wizualizacji. Ziarnisty szum i inne zniekształcenia obrazu przeszkadzają. Jest to główna przeszkoda w badaniach neurobiologicznych, w których myszy są często używane jako modele. Z powodu takich ograniczeń technik obrazowania czaszkę myszy należy usunąć lub przerzedzić, aby zbadać sieci neuronowe tkanki mózgowej pod nią.
Grupa badaczy pod przewodnictwem profesoraChoi Wonshika z Centrum Spektroskopii Molekularnej i Dynamiki Instytutu Nauk Podstawowych (IBS) w Seulu w Korei Południowej dokonał znaczącego przełomu w głębokim obrazowaniu optycznym tkanek. Opracowali nowy mikroskop optyczny, który może wykonywać obrazy przez nienaruszoną czaszkę myszy. W rezultacie naukowcy mają dostęp do mikroskopowej mapy sieci neuronowych w tkankach mózgu bez utraty rozdzielczości przestrzennej.
Schemat mikroskopu z matrycą refleksyjną opracowanego przez naukowców z Centrum Spektroskopii Molekularnej i Dynamiki IBS. Dostarczone przez: IBS
Nowy mikroskop z matrycą refleksyjną i kombajnamiobejmuje możliwości zarówno sprzętu, jak i obliczeniowej optyki adaptacyjnej (AO). Technologia ta została pierwotnie opracowana dla astronomii naziemnej w celu korygowania aberracji optycznych. Konwencjonalny mikroskop konfokalny mierzy sygnał odbicia tylko w ognisku oświetlenia i odrzuca całe nieostre światło.
Nowy mikroskop z matrycą refleksyjnąwykrywa wszystkie rozproszone fotony w pozycjach innych niż ognisko. Rozproszone fotony są następnie korygowane obliczeniowo przy użyciu nowego algorytmu CLASS (Closed Scattering Accumulation). Algorytm AO wykorzystuje całe rozproszone światło do selektywnego wyodrębniania światła balistycznego i korygowania aberracji optycznych.
Mikroskop z matrycą odblaskową maDużą zaletą jest to, że można go bezpośrednio połączyć z konwencjonalnym mikroskopem dwufotonowym, który jest już szeroko stosowany w dziedzinie nauk o życiu.
Nasz mikroskop pozwala na badanie delikatnych struktur wewnętrznych głęboko w żywych tkankach. To znacznie pomoże we wczesnej diagnostyce chorób i przyspieszy badania w dziedzinie neuronauki.
Profesor naukowy Yoon Seokchan
Czytaj także
Lodowiec Doomsday okazał się bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy. Mówimy najważniejsze
Znaleziono rzekome królestwo zaginionych Hetytów. Co odkryli archeolodzy?
Odkryto enzym, który odwraca starzenie się komórek