I modelli di luce laser sono focalizzati in sequenza nel tempo su una regione di interesse all'interno del tessuto biologico. La fluorescenza emessa dal campione sotto ogni schema di illuminazione viene raccolta con un rilevatore a pixel singolo dopo essere passata attraverso il tessuto. Sommando i modelli proiettati ponderati con le intensità registrate, è possibile ricostruire un'immagine del campione. Credito:Università di St Andrews
Un team di ricerca in tutto il Regno Unito, guidato dall'Università di St Andrews, ha sviluppato un nuovo modo innovativo per l'immagine ottica attraverso il tessuto, che potrebbe consentire una comprensione e una diagnosi più dettagliate delle fasi iniziali di varie malattie, compreso il cancro.
Lo studio, in collaborazione con l'Università di Southampton e il Cancer Research UK Edinburgh Centre presso l'Università di Edimburgo, pubblicato in Progressi scientifici (venerdì 12 ottobre), apre la strada al passaggio dall'imaging superficiale a quello funzionale, trasformare gli studi nelle neuroscienze.
La capacità di immaginare gli oggetti ha avuto un profondo impatto su tutte le scienze. Però, come sappiamo dall'esperienza quotidiana, la luce non penetra molto bene attraverso la pelle o un pezzo di nastro adesivo. La luce si disperde e si confonde. Questo a sua volta rende molto difficile creare immagini dalla profondità di un campione.
Il nuovo metodo innovativo sviluppato dal team di ricercatori ha focalizzato brevi impulsi di luce modellata nel tempo attraverso il tessuto. Concentrandosi nel tempo, noto come messa a fuoco temporale, i modelli mantengono la loro forma nonostante la dispersione dal tessuto. Però, questa non è immagine. Immaginare, il team ha raccolto solo una frazione della luce di ritorno (fluorescenza) dal campione su un rilevatore a punto singolo. Ciò significa che non dovevano sapere da dove proveniva quella luce all'interno del campione. Semplicemente sommando opportunamente i pattern proiettati sul campione pesati dalle intensità registrate per la luce di ritorno, la squadra è stata in grado di formare un'immagine fedele. Fondamentalmente questa immagine è stata creata senza mai avere una conoscenza specifica del tessuto stesso.
La capacità di vedere più in profondità nei tessuti con la luce è attualmente uno degli argomenti più scottanti nell'imaging. Le potenziali applicazioni dei risultati della ricerca potrebbero avere implicazioni ad ampio raggio per aiutare l'analisi biomedica e la diagnosi precoce delle malattie, compreso approfondire la nostra comprensione delle neuroscienze e delle malattie degenerative del cervello.
Ricercatore Adrià Escobet-Montalbán, Marie Curie Fellow della University of St Andrews School of Physics and Astronomy, ha dichiarato:"Il nostro approccio mostra un modo innovativo per affrontare un problema di vecchia data nell'imaging. È emozionante vedere la risposta che abbiamo ottenuto dalla comunità internazionale poiché molte persone pensavano che ciò che abbiamo fatto fosse impossibile con la luce".
Professor Kishan Dholakia, della School of Physics and Astronomy dell'Università di St. Andrews ha aggiunto:"Si tratta di una svolta tempestiva e spero che porti a nuovi modi di pensare all'imaging in profondità".
Il documento "Wide-field multiphoton imaging through scattering media without correction" è pubblicato in Progressi scientifici .
