Uma fibra óptica tão fina quanto um fio de cabelo promete ser usada em estudos minimamente invasivos de tecidos profundos do cérebro de pacientes que mostram os efeitos da doença de Alzheimer e outros distúrbios cerebrais. A pesquisa pode preparar o terreno para imagens cerebrais in vivo minimamente invasivas em estudos de laboratório e monitorar a atividade neuronal ao longo do tempo em pacientes com distúrbios neurológicos.
“A fibra multimodo ultrafina cabe facilmente em uma agulha de acupuntura, e sabemos que essas agulhas podem ser inseridas no corpo de qualquer pessoa quase sem dor, potencialmente permitindo imagens de tecidos profundos em tempo real”, disse o coautor Benjamin Lochocki, da Vrije Universiteit. Amsterdã.

O desafio é aumentar eficientemente a resolução da imagem no nível subcelular, porque a perda de informação é inevitável devido à codificação da luz. Em APL Photonics , pesquisadores na Holanda abordam esse desafio com imagens compressivas baseadas em manchas (SBCI) que exploram a mistura de luz de fibras multimodo a seu favor.

As fibras ópticas, uma solução bem conhecida para guiar a luz a longas distâncias, têm atraído cada vez mais atenção na microendoscopia como uma melhor maneira de acessar tecidos profundos, devido às suas dimensões minúsculas. Eles também eliminam a necessidade de rotulagem fluorescente, um passo complicado e caro.

O embaralhamento de luz é normalmente abordado por meio da modelagem da frente de onda de um feixe incidente para reduzir a dispersão e criar um feixe focado na extremidade distal da fibra. No entanto, esta técnica tem limitações na velocidade de aquisição e na produção de imagens de tecidos profundos de alta qualidade.

O SBCI altera a posição de entrada do feixe de laser para criar padrões de manchas aleatórios múltiplos e não correlacionados na saída da fibra. Um algoritmo de computador pode reconstruir uma imagem do objeto com base no padrão e suas informações coletadas.

Essa "imagem compressiva" reduz a quantidade de medições de pixel necessárias para reconstruir uma imagem de qualidade semelhante ou melhor do que a imagem raster padrão usada em endoscópios e microscópios convencionais. O SBCI pode produzir imagens de alta resolução até 11 vezes mais rápido, para um espaço três vezes maior, do que a abordagem tradicional de varredura raster.

A técnica foi usada para a imagem da lipofuscina, pigmento fluorescente relacionado à idade que se acumula ao longo do tempo como resíduo metabólico no soma, a parte dos neurônios que contém o núcleo e é responsável pela produção de neurotransmissores. O acúmulo anormal de lipofuscina pode estar associado à progressão da doença de Alzheimer, embora haja pouca compreensão desse processo.

O acúmulo de pigmento foi visualizado em uma amostra de tecido cerebral de um doador de um paciente com Alzheimer obtido através do Banco de Cérebros da Holanda. + Explorar mais

Revolucionando a geração de imagens através de uma fibra óptica da largura de um cabelo humano