Рейтинг@Mail.ru
Поиск
x
Фотоконкурс «Дикая природа России»
Наука

Создан микроскоп, способный видеть сквозь кости черепа

National Geographic Россия
03 декабря 2020
_---.jpg
При его создании ученые использовали опыт, наработанный астрономами.

Способность заглянуть внутрь организма, не воздействуя на него инвазивными способами, была бы крайне полезна во многих областях современной медицины, однако толстые непоследовательные структуры, такие как кости, непредсказуемо рассеивают свет, затрудняя понимание того, что происходит за ними. И чем глубже вы хотите заглянуть, тем больше рассеянного света затемняет тонкую и хрупкую биологическую структуру.

Группа южнокорейских ученых нашла способ создать четкое изображение из рассеянного инфракрасного света, испускаемого лазером, даже после того, как он прошел через толстый слой кости.

«Наш микроскоп позволяет исследовать тонкие внутренние структуры глубоко в живых тканях, которых нельзя достичь никакими другими способами», — Сеокчан Юн и Ходжун Ли из Корейского университета.

Объединив методы визуализации с мощью вычислительной адаптивной оптики, ранее использовавшейся для исправления оптических искажений в наземной астрономии, исследователи сумели создать первые в истории изображения нейронных сетей в мозге мыши с высоким разрешением и не повреждая череп животного.

Ученые назвали свою новую технологию визуализации лазерно-сканирующей микроскопией с отражающей матрицей (LS-RMM). Когда свет (в данном случае от лазера) проходит через объект, некоторые фотоны проходят прямо сквозь него, а другие отклоняются. Кость, со своей сложной внутренней структурой, особенно хорошо рассеивает свет.

_--.jpg
Seokchan Yoon До и после обработки изображения алгоритмом коррекции аберраций

Чем дальше должен пройти свет, тем больше баллистических фотонов рассеивается за пределами изображения. Большинство методов микроскопии полагаются на прямые световые волны для создания четкого и яркого изображения. LS-RMM, в свою очередь, использует специальную матрицу, чтобы максимально использовать любые аберрантные лучи света. 

После записи матрицы отражения исследователи использовали программирование адаптивной оптики, чтобы определить, какие световые частицы проходят кость напрямую, а какие отклоняются. 

Визуализация биологических структур в их естественном жизненном контексте может раскрыть больше об их ролях и функциях, а также облегчить обнаружение проблем, указывают ученые. 

«Это очень поможет нам в ранней диагностике заболеваний и ускорит исследования в области нейробиологии», — Сеокчан Юн и Ходжун Ли.

LS-RMM ограничен вычислительной мощностью, так как требует интенсивных и длительных вычислений для обработки сложных аберраций из небольших детализированных областей. Но авторы изобретения предполагают, что их алгоритм коррекции может быть применен и к другим методам глубокой визуализации.

Узнайте, как в США ребенок родился из 28-летнего эмбриона.

рекомендации
Космический корабль, ракета

Приблизиться к космосу: двухдневный маршрут по Калуге и Боровску

Информация

Стоунхендж и каменные лабиринты России и Скандинавии

Карта, Россия

5 захватывающих туров по России от Камчатки до Кавказа

None