Pulsos de laser de femtosegundo direcionados com precisão foram focados no sistema nervoso central de larvas de peixe-zebra sob várias configurações de irradiação. Crédito:grupo de pesquisa Hanieh Fattahi, MPL A microscopia óptica não linear revolucionou nossa capacidade de observar e compreender processos biológicos complexos. No entanto, a luz também pode danificar a matéria viva. No entanto, o mecanismo por trás da perturbação irreversível dos processos celulares pela luz intensa permanece pouco compreendido.
Para resolver esta lacuna, os grupos de investigação de Hanieh Fattahi e Daniel Wehner do Instituto Max Planck para a Ciência da Luz (MPL) e Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin uniram forças para identificar as condições sob as quais os lasers pulsados intensos podem ser usado in vivo sem danificar o organismo.
A equipe internacional baseada em Erlangen usou a espécie de vertebrado peixe-zebra para investigar os mecanismos de fotodano em tecidos profundos em nível celular, desencadeados por pulsos de excitação de femtossegundos. Os resultados foram publicados em Física das Comunicações .
Soyeon Jun, a primeira autora da publicação e estudante de doutorado no grupo "Femtosecond Fieldoscopia" do MPL liderado por Fattahi explica:"Demonstramos que os danos ao sistema nervoso central (SNC) do peixe-zebra, quando irradiados por pulsos de femtosegundo a 1.030 nm , ocorre abruptamente nas intensidades de pico extremas necessárias para a formação de plasma de baixa densidade."
Isto permite um aumento não invasivo no tempo de permanência da imagem e no fluxo de fótons durante a irradiação a 1.030 nm, desde que a intensidade do pico esteja abaixo do limiar de baixa densidade plasmática. Isto é crucial para microscopia não linear sem rótulo.
"Essas descobertas contribuem significativamente para avanços nas técnicas de imagem de tecidos profundos e técnicas inovadoras de microscopia, como a camposcopia de femtossegundos, que está sendo desenvolvida atualmente no meu grupo. Esta técnica permite a captura de imagens de alta resolução espacial, sem rótulos e com resolução temporal de attossegundos, ", diz Fattahi.
“Nossos resultados não apenas destacam o valor das colaborações nos campos da física e da biologia, mas também abrem caminho para aplicações in vivo para alcançar manipulações precisas do sistema nervoso central baseadas na luz”, acrescenta Wehner, chefe do grupo de pesquisa Neuroregeneração.
Nota de correção (28/05/2024):o comprimento de onda dos pulsos de femtosegundo foi corrigido para 1.030 nm.
