Harry Cohen Tanugi

Un nouveau microscope holographique permet de visualiser le cerveau d'une souris à travers son crâne

Plus de 80 fois l'énergie lumineuse

Plus précisément, les chercheurs ont conçu une méthode permettant de sélectionner de manière préférentielle les ondes à diffusion unique en tirant parti du fait qu'elles présentent des formes d'onde de réflexion similaires, même lorsque la lumière provient de différents angles.

En utilisant un algorithme complexe et une opération numérique qui analyse le mode propre d'un milieu (une onde unique qui délivre de l'énergie lumineuse dans un milieu), permet de trouver un mode de résonance qui maximise l'interférence constructive (interférence qui se produit lorsque des ondes de même phase se chevauchent) entre les fronts d'onde de la lumière, ce nouveau microscope concentre sur les fibres neuronales plus de 80 fois l'énergie lumineuse qu'auparavant, tout en éliminant sélectivement les signaux inutiles.

"Lorsque nous avons observé pour la première fois la résonance optique de milieux complexes, nos travaux ont suscité une grande attention dans le monde universitaire", ont déclaré le professeur KIM Moonseok et le Dr JO Yonghyeon, qui ont mis au point les bases du microscope holographique.

"Des principes de base à l'application pratique de l'observation du réseau neuronal sous le crâne de la souris, nous avons ouvert une nouvelle voie pour la technologie convergente de neuroimagerie cérébrale en combinant les efforts de personnes talentueuses en physique, en sciences de la vie et en sciences du cerveau."

Résumé

La compensation des aberrations optiques induites par l'échantillon est cruciale pour visualiser les structures microscopiques dans les tissus biologiques. Cependant, la forte diffusion multiple pose une limitation fondamentale pour l'identification et la correction des aberrations induites par les tissus. Nous présentons ici une technique d'imagerie des tissus profonds sans marquage, appelée microscopie optique adaptative à réduction de dimensionnalité (DReAM), qui permet d'atténuer sélectivement la diffusion multiple. Nous avons établi un cadre théorique dans lequel la réduction de la dimensionnalité d'une matrice de réflexion temporelle peut atténuer la diffusion multiple non corrélée tout en conservant un signal de diffusion unique avec une forte corrélation des ondes, indépendamment des aberrations induites par l'échantillon. Nous avons réalisé une imagerie du cerveau de souris in vivo à travers le crâne intact avec le faisceau de la sonde aux longueurs d'onde visibles. Malgré la forte diffusion et les aberrations, le DReAM a permis de multiplier par 17 le rapport diffusion unique/diffusion multiple et a fourni des images très contrastées des fibres nerveuses du cortex cérébral avec une résolution spatiale limitée par la diffraction de 412 nanomètres et un rapport de Strehl multiplié par 33.

[SOURCE]

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