میکروسکوپ بازتابی و دیدن اعماق جمجمه - عینک ورساچه

به گزارش عینک ورساچه، یکی دیگر از مزیت های این میکروسکوپ این است که می توان از آن در کنار میکروسکوپ های دوفوتونی معمول (مورد استفاده در علوم زیستی) استفاده کرد و ابیراهی های موجود در تصاویر را از بین برد.

میکروسکوپ های عادی هنگام عکس برداری فقط جا هایی را واضح نشان می دهند که نقاط روشنایی وجود دارد

محققان نوع جدیدی میکروسکوپ ساخته اند که با آن می توان درون جمجمه را دید. گروهی از محققان به سرپرستی استاد چوی وونشیک در مرکز طیف سنجی مولکولی و دینامیک سئول این ابزار را ساخته اند و توانسته اند از بیرون جمجمه موش، نقشه ای میکروسکوپی از شبکه های عصبی مغز این حیوان تهیه نمایند.

چنین کاری بدون آسیب زدن به گوشت و استخوان سخت است، چون جمجمه ضخیم و ناهموار است و نور تابشی روی آن به آسانی دچار پراکنش می گردد. هر چه عمق مشاهده موردنظر محقق بیشتر باشد، این کار هم سختتر می گردد. این کار حتی اگر انجام پذیر هم باشد، دارای چالش هایی است.

وقتی نور از درون بافت زنده عبور می نماید، دو نوع فوتون (ذره بنیادی و بدون جرم سازنده نور) فراوری می گردد که عبارتند از فوتون پرتابه ای و فوتون چندپراکنشی.

فوتون های پرتابه ای می توانند مستقیم و بدون انحراف از درون جسم مورد نظر بگذرند، اما فوتون های پراکنشی به صورت نویز در تصویر نمایان می شوند. مسافتی که نور باید بپیماید هر چه بیشتر باشد، میزان نویز بیشتر می گردد، زیرا شمار فوتون های پراکنشی از پرتابه ای بیشتر می گردد.

ضمناً ابیراهی (aberration) نوری فوتون های پرتابه ای می تواند تباین تصویر را کاهش دهد و وقتی عکس را ظاهر می نمایند، حالت تار داشته باشد. یعنی در تحقیقات علوم اعصاب برای عکس برداری نوری از مغز موش، باید جمجمه را برداشت یا تراشید.

اما شاید این میکروسکوپ جدید، چاره کار باشد. این میکروسکوپ موسوم به ماتریس بازتاب، هم از سخت افزار مخصوص خود و هم از الگوریتم های نوری تطبیقی محاسباتی برای اصلاح ایراد های عکس استفاده می نماید.

میکروسکوپ های عادی هنگام عکس برداری فقط جا هایی را واضح نشان می دهند که نقاط روشنایی وجود دارد و باقی قسمت ها را تار می نمایند. اما این میکروسکوپ ماتریس، بازتاب برعکس تصویر همه فوتون های پراکنده را هر یک سر جای خود ثبت می نماید.

سپس الگوریتم مذکور، فوتون های پراکنده را اصلاح می نماید و با استخراج نور های پرتابه ای منتخب، ابیراهی های نوری شدید را هم اصلاح می نماید. این محققان ادعا می نمایند که تعداد ابیراهی هایی که بدین ترتیب می توانند اصلاح نمایند 10 برابر سامانه های متعارف است.

استاد چوی گفت: میکروسکوپ ماتریس بازتاب از نسل جدید فناوری برخوردار است و قدرتی ورای میکروسکوپ های نوری معمولی دارد. بدین ترتیب می توانیم با استفاده از بستر پراکنش از نحوه پراکنش نور اطلاعات بیشتری به دست آوریم و دامنه کاربرد های میکروسکوپ نوری را گسترش دهیم.

یکی دیگر از مزیت های این میکروسکوپ این است که می توان از آن در کنار میکروسکوپ های دوفوتونی معمول (مورد استفاده در علوم زیستی) استفاده کرد و ابیراهی های موجود در تصاویر را از بین برد.

این گروه تحقیقاتی با عکسبرداری مهتابی از خار دندانه دار نورونی در پشت جمجمه موش این قابلیت را به نمایش گذاشتند. این کار در حالت عادی بدون برداشتن کامل بافت مغز امکان پذیر نبود. این محققان مدعی هستند که با این اختراع خود، آنالیز مغز و درونی ترین شرایط های آن را ممکن نموده اند.

سرپرستان این پژوهش، استاد یون سئوکچان و لی هوجون، دانشجوی مقطع تحصیلات تکمیلی، در بیانیه ای اعلام کردند:

با اصلاح اعوجاج جبهه امواج می توانیم انرژی نوری را بر نقطه موردنظرمان درون بافت زنده متمرکز کنیم. میکروسکوپی که ساخته ایم، آنالیز ساختار های ریز درونی را در اعماق بافت های زنده برایمان میسر می نماید؛ کاری که از هیچ راه دیگری قادر به انجام آن نیستیم. این یاری بزرگی به تشخیص زودهنگام بیماری ها خواهد نمود و سرعت تحقیقات علوم اعصاب را افزایش خواهد داد.

این پژوهش یا عنوان تصویربرداری لیزری بدون ابیراهی از مغز سالم موش با میکروسکوپ ماتریس بازتابی در نشریه ارتباطات طبیعی (نیچر کامیونیکیشنز) منتشر شده است.

منبع: ایندیپندنت