În timp ce microscoapele tradiționale oferă imagini de înaltă rezoluție la nivelul cortexului, performanța lor scade semnificativ atunci când încearcă să ajungă la structuri mai profunde, precum hipocampul. Noul dispozitiv, bazat pe principiul imagisticii fotoacustice cu trei fotoni, reușește să pătrundă de cinci ori mai adânc în țesutul cerebral, fără a folosi coloranți, substanțe chimice sau modificări genetice, notează The Picower Institute.
Sistemul „Multiphoton-In and Acoustic-Out” combină excitația cu trei fotoni – impulsuri ultra-scurte de lumină la lungimi de undă mai mari, ce pătrund mai profund în țesut – cu detecția acustică de mare sensibilitate. Lumina absorbită provoacă microexpansiuni termice în celule, care generează unde sonore detectate de un microfon ultrasonic. Aceste semnale sunt apoi transformate în imagini detaliate printr-un software specializat.
Testele efectuate pe organoizi cerebrali derivați din celule stem umane și pe secțiuni de creier de șoarece au demonstrat capacitatea sistemului de a detecta molecule precum NAD(P)H, un marker al metabolismului celular și al activității neuronale. De asemenea, tehnologia poate identifica indicatori de calciu (GCaMP) și poate oferi, prin tehnica „third-harmonic generation”, informații structurale precise despre celule.
Aplicațiile sunt promițătoare: de la studiul bolilor neurodegenerative și al epilepsiei, până la ghidarea intervențiilor neurochirurgicale, permițând cartografierea activității cerebrale în timp real, fără substanțe de contrast. Următorul pas este testarea pe animale vii, unde specialiștii estimează o adâncime de penetrare de până la 2 milimetri. Rezultatele au fost publicate în revista Light: Science and Applications, iar cercetătorii subliniază că tehnologia ar putea redefini modul în care explorăm și înțelegem creierul uman.
