Uma equipe de pesquisadores da Cornell University desenvolveu uma maneira de melhorar drasticamente a resolução da microscopia confocal. Eles descrevem a técnica em um artigo que publicaram em Revisão Física X .

A microscopia confocal é um tipo de microscopia que usa um laser junto com a óptica para criar imagens de objetos em nanoescala, mas devido a vários tipos de ruído, as imagens produzidas às vezes podem ficar mais confusas do que os pesquisadores gostariam. Para reduzir essa imprecisão, os pesquisadores com este novo esforço criaram modelos matemáticos que poderiam ser convertidos em código de computador para eliminar parte do ruído, e assim fazendo, revelar mais detalhes dos objetos em estudo.

A precisão que pode ser obtida usando a ótica, os pesquisadores observam, é limitado por ruído estatístico, que foi definido pelo limite de Cramér-Rao. Mas, os pesquisadores descobriram, os microscópios confocais não ofereciam nem mesmo essa resolução porque as informações estavam sendo perdidas. Luz de um corante, por exemplo, quando a realização de imagens de fluorescência estava sendo perdida à medida que se espalhava, reduzindo a precisão. Eles notaram que essa disseminação e a perda resultante poderiam ser descritas matematicamente. Com isso foi possível construir um modelo que pudesse levar em conta os desníveis de distribuição da luz. Então, adicionando parâmetros, eles poderiam essencialmente recuperar a luz perdida e adicioná-la de volta à imagem. Eles chamaram esse método de imagens reconstruídas de extração de parâmetro (PERI).

O modelo PERI foi então incorporado ao código de computador que poderia analisar uma imagem e, em seguida, produzir uma nova mais nítida do que o original - era bastante intensivo, funcionando por um dia em computadores poderosos em Cornell e no mainframe em nuvem da Amazon. A equipe testou sua técnica escaneando partículas coloidais e enviando os resultados ao computador para análise. Os resultados foram uma melhoria óbvia, como pode ser visto nas comparações fotográficas resultantes - eles alcançaram melhorias de aproximadamente 10 a 100 vezes na resolução.

O novo método oferece benefícios claros, mas como a equipe observa, também tem algumas limitações. Novos modelos devem ser construídos para cada tipo de objeto a ser estudado - também, os pesquisadores devem saber com antecedência a forma do objeto em estudo. O código é open source, então, quem deseja testar, usá-lo ou modificá-lo para seus próprios fins é livre para fazê-lo.

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