Розроблено мікроскоп, що дозволяє бачити череп наскрізь

 

Корейські вчені створили голографічний мікроскоп, який дозволяє бачити крізь череп і візуалізувати мозок. Нова візуалізація глибоких тканин без міток з алгоритмом корекції хвилі отримує тонку нейронну мережу мозку миші з неушкодженим черепом, фокусуючи світло і відфільтровуючи небажані множинні розсіяні світлові хвилі, пише Institute for Basic Science.

 

Пристрій здатний отримувати тривимірні зображення з високою роздільною здатністю нейронної мережі мозку живої миші без видалення черепа. А, як відомо, череп миші має таку саму товщину і непрозорість, як і людський ніготь.

 

Для вивчення внутрішніх особливостей живого організму за допомогою світла потрібно подати достатню кількість світлової енергії на зразок і точно виміряти сигнал, відбитий від тканини під мікроскопом. Але у живих тканинах ефекти багаторазового розсіювання та сильні аберації, як правило, виникають, коли світло потрапляє на клітини, що ускладнює отримання чітких зображень.

 

У складних структурах, таких як жива тканина, світло багаторазово розсіється, внаслідок чого фотони кілька разів випадково змінюють свій напрямок у міру проходження через тканину. Через цей процес більшість інформації зображення, що переноситься світлом, руйнується.

 

Але дослідницька група змогла кількісно проаналізувати взаємодію між світлом і речовиною.

 

Зокрема, дослідники розробили метод пріоритетного вибору одноразово розсіяних хвиль, спираючись на той факт, що вони мають схожі форми відображення навіть у разі потрапляння світла під різними кутами. Це робиться за допомогою складного алгоритму і багатоходової операції, яка аналізує власне середовище (унікальна хвиля, що доставляє світлову енергію у середовище), що дозволяє знайти резонанснуючий вид, який здатен зробити максимально конструктивною інтерференцію (інтерференція виникає, коли хвилі мають однакове фазове перекриття) між хвильовими фронтами світла.

 

Таким чином, новий мікроскоп зміг сфокусувати більш як у 80 разів більше світлової енергії на нервових волокнах, ніж раніше, водночас вибірково видаляючи непотрібні сигнали. Це дало змогу на кілька порядків збільшити співвідношення між одноразово розсіяними хвилями і багаторазово розсіяними.

 

Дослідницька група продовжила демонстрацію цієї нової технології через спостереження за мозком миші. Мікроскоп зміг виправити спотворення хвильового фронту навіть на глибині, що раніше була недосяжною навіть за допомогою існуючих технологій. За допомогою нового мікроскопа вдалося отримати зображення з високою роздільною здатністю нейронної мережі мозку миші під черепом. Усе це було досягнуто у видимій області спектра без видалення черепа миші і без нанесненя флуоресцентної мітки.

 

“Коли ми вперше спостерігали оптичний резонанс складних середовищ, наша робота привернула велику увагу наукових кіл. Від базових принципів до практичного застосування спостереження за нейронною мережею під черепом миші – ми відкрили новий шлях для конвергентної технології нейровізуалізації мозку, об’єднавши зусилля талановитих людей у галузі фізики, життя та науки про мозок”, – сказав професор Кім Мунсок і доктор Джо Йонген, який розробив основу голографічного мікроскопа.

 

Результати нового мікроскопа // Фото: ibs.re.kr

 

 

Нагадаємо, китайські вчені створили перше у світі клоноване дитинча арктичного вовка. Виведені у штучний спосіб тварини нічим не відрізняються від тих, що були зачаті в природний спосіб, стверджують фахівці.

 

Німецькі вчені розробили іонний мікроскоп

 

Новини від 1News у Telegram. Підписуйтесь на наш канал https://t.me/ua_1news