Mikroskop holograficzny stworzył szczegółowe obrazy mózgu przez czaszkę

Opracowany przez koreańskich naukowców mikroskop umożliwia tworzenie trójwymiarowych obrazów sieci neuronowej o wysokiej rozdzielczości bez trepanacji czaszki. Naukowcy z Katolickiego Uniwersytetu Korei i Narodowego Uniwersytetu w Seulu opracowali nowy typ mikroskopu holograficznego. Urządzenie umożliwia wizualizację struktur mózgu bez operacji.

Światło jest wielokrotnie rozpraszane w złożonych strukturach, takich jak żywa tkanka. Z tego powodu fotony kilkakrotnie losowo zmieniają swój kierunek podczas przechodzenia przez tkankę. W efekcie podczas klasycznego skanowania większość fal elektromagnetycznych jest zniekształcona, a obraz rozmyty.

W swojej pracy naukowcy przeanalizowali ilościowo interakcje światła i materii. W szczególności naukowcy opracowali metodę preferencyjnego wyboru pojedynczo rozproszonych fal, wykorzystując fakt, że mają one podobne kształty odbicia, nawet gdy światło pada pod różnymi kątami.

Korzystając ze złożonego algorytmu i operacji numerycznych, które analizują zniekształcenia i interferencje między różnymi długościami fal światła, naukowcy opracowali mikroskop, który skupia ponad 80 razy więcej energii świetlnej na włóknach nerwowych niż wcześniej. W tym przypadku urządzenie wykorzystuje wiązkę sondującą w widzialnym zakresie długości fal i jest w stanie selektywnie przetwarzać i tłumić sygnały boczne.

W serii eksperymentów naukowcy wykonali kilka zdjęć mózgu myszy. Wyniki testów pokazały, że pomimo dużej ilości szumów i rozpraszania, urządzenie wytwarza obrazy o wysokim kontraście o rozdzielczości 412 nm.