De moderne biologie vertrouwt op ons vermogen om levende cellen te observeren met behulp van microscopen. De nieuwste ontwikkelingen in optische microscopie maken cellulaire en subcellulaire beeldvorming mogelijk binnen modelorganismen zoals de azijnvlieg, zebravis en muis.

Een van de fundamentele beperkingen van de huidige technieken is de toxiciteit die gepaard gaat met verlichting, die de bestudeerde biologische processen in gevaar brengt. Tot dusver, er was niet veel oplossing voor dit probleem, behalve het verminderen van het lichtniveau, wat leidt tot verlies van beeldkwaliteit.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Lichtwetenschap en toepassing , een team onder leiding van Drs. Loïc Le Goff en Frédéric Galland, beide van het Institut Fresnel aan de universiteit van Aix Marseille, Frankrijk, heeft een nieuwe slimme microscoop ontwikkeld die automatisch berekent waar het licht naartoe moet om de structuren van belang in het monster op de meest efficiënte manier in beeld te brengen met behulp van leerstrategieën.

Het uitgangspunt van dit project was de observatie dat de meeste biologische weefsels een goed gekarakteriseerde architectuur hebben. Vooral, de meeste embryo's zijn georganiseerd als oppervlakken - vellen cellen - gebogen in de ruimte. Microscopen passen hun werking niet aan deze architectuur aan:ze scannen een laser gefocust in de hele 3D-ruimte die het embryo bevat, wat zeer inefficiënt is, zowel in termen van snelheid als hoeveelheid licht die het monster bestraalt. De aan het Fresnel Instituut ontwikkelde microscoop past zijn scanpatroon automatisch aan de morfologie van gekromde biologische oppervlakken aan. zonder voorkennis van het oppervlak. Op de geteste monsters, onze slimme scanningmicroscoop heeft de bestraling tot 100 keer verminderd in vergelijking met een conventionele confocale microscoop.

Deze baanbrekende technologie was het resultaat van een nauwe samenwerking tussen datawetenschappers, natuurkundigen en biologen bij Institut Fresnel. De methode opent een nieuwe manier om het gedrag van zeer fragiele objecten zoals embryo's en organoïden gedurende lange perioden in beeld te brengen. interessant, de technologie zou heel eenvoudig kunnen worden aangepast op veel van de commerciële microscopen die te vinden zijn in de beeldvormingsfaciliteiten in biologie-instituten.