Cyfrowa mikroskopia holograficzna pozwala badać żywe komórki nerwowe w akcji z dokładnością przewyższającą wielokrotnie dotychczasowe techniki obrazowania. Neurolodzy skorzystali z doświadczeń naukowców badających nowe materiały i opisują nową metodę na łamach Journal of Neuroscience .
Nasze komórki nerwowe są przezroczyste. Żeby je obserwować w probówce, naukowcy musieli dotąd używać barwnika, co wydłużało proces i oznaczało nieraz, że substancja barwiąca zaburza wyniki.
Gdy badano własności elektryczne neuronów (a to przecież ich dość istotna cecha), naukowcy potrzebowali elektrod, które również mogły uszkodzić delikatne komórki i mogły transmitować dane o aktywności niewielkiej liczby badanych neuronów.
Zainspirowani doświadczeniami fizyków materiałowych, którzy z użyciem cyfrowej holografii tropią najmniejsze defekty w różnych substancjach, naukowcy ze szwajcarskiego Brain Mind Institute EPFL również zdecydowali się na rezygnację z tradycyjnej soczewki.
Mikroskop holograficzny zamiast soczewki używa specjalnego programu komputerowego. Komputer odtwarza trójwymiarowy obraz badanego obiektu na podstawie czegoś, co w tradycyjnej mikroskopii jest zakłóceniami. Informacje niesionie przez fale świetlne, które uległy drobnym zakrzywieniom na badanych neuronach mogą być odkodowane i pozwolić na wyświetlenie dokładnego obrazu komórek. Z rozdzielczością 50 razy lepszą niż najlepsze dotychczasowe techniki.
Co więcej, ładunkom przenoszonym przez neurony towarzyszą cząsteczki wody, więc aktywność elektryczna naszych komórek nerwowych zmienia również ich własności optyczne. Zmiana jest nieznaczna, ale mikroskop holograficzny jest w stanie ją zarejestrować.
Naukowcy mogą zatem śledzić aktywność wielu żywych neuronów równocześnie. A w dodatku - w 3D.
Poza materiałoznawstwem, cyfrowa mikroskopia holograficzna jest już używana w naukach medycznych - można za jej pomocą badać zachowanie krwinek, liczyć komórki i obserwować ich ruch. Pozwala nawet zaglądać w głąb żywych tkanek.
Przeczytaj również o "wzroku Supermana" - podobnej technice w zakresie promieni X
