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Les chercheurs emploient la technique d'imagerie neuve de comprendre des déficits moteurs dans la maladie d'ALS

Une équipe interdisciplinaire du scientifique recherche De de La nationale d'Institut (INRS) a employé une technique d'imagerie novatrice pour une meilleure compréhension des déficits moteurs dans la sclérose latérale amyotrophique (ALS). Les chercheurs pouvaient suivre le comportement d'évasion des modèles de zebrafish de normale et de maladie, dans 3D. Leurs résultats ont récent été publiés dans Optica, le tourillon de navire amiral de la société optique (OSA).

Professeur Jinyang Liang, expert en matière de représentation et de biophotonics ultra-rapides, a joint un effort avec professeur Kessen Patten, spécialiste dans la génétique et les maladies neurodegenerative. Les deux groupes pouvaient suivre la position des zebrafish en temps réel et capter le mouvement 3D, utilisant un inducteur dispersion-éliminé appelé de la lumière de coder-ouverture de technique d'imagerie spéciale, ou DECALF.

« C'est une fonctionnalité unique pour l'analyse des comportements animaux d'un point de vue de neurodevelopment. Autrement, nous pourrions seulement voir le mouvement dans un avion. La destruction d'une cote peut être fallacieuse en étudiant le mouvement. Vous pouvez penser la voie du mouvement un de zebrafish, mais la réalité est très différente, » a dit l'expert.

Leurs caractéristiques ont indiqué des cornières asymétriques d'orientation des ailettes gauches et droites, indiquant les changements drastiques du sens pendant l'évasion normale du zebrafish s du stimulus. En revanche, le modèle malade de zebrafish a montré des réactions lentes et a limité la capacité de mouvement due aux déficits moteurs.

Les appareils-photo légers conventionnels d'inducteur captent l'information non seulement dans x et y, mais également la cornière derrière la à laquelle les rayons légers viennent. De cette façon, vous pouvez les tracer de nouveau à l'orientation sur où vous voulez. Selon professeur Liang, le problème avec cette technologie est le compromis.

L'image peut avoir une résolution spatiale élevée ou une définition plongée, mais pas les deux. La solution pour ceci est la représentation d'inducteur de la lumière d'ouverture codée (CALF), qui peut être réalisée utilisant les dispositifs digitaux de micromirror (DMD).

Un modèle novateur

Le DMD agit comme un élément de diffraction et sépare la lumière blanche dans un arc-en-ciel. Seul Un DMD ne peut pas l'employer avec la lumière ou la lumière solaire ambiante. « Vous pourriez toujours employer une lumière d'unique-longueur d'onde, mais elle mène à d'autres désavantages, puisque la couleur de la lumière peut nuire le système de nerf et affecter les expériences. Par exemple, le feu rouge pourrait rendre des gens agressifs, et la lumière bleue est également connue pour affecter l'humeur, » professeur Liang explique.

Pour dériver cette limitation, l'équipe de recherche avait l'habitude un deuxième DMD pour annuler l'arc-en-ciel induisent par l'autre. « Nous sommes les premiers pour employer ce modèle pour manager la dispersion de couleur dans le spectre visible entier, qui nous permet d'employer la lumière blanche pour cette expérience. »

M. Jingdan Liu, auteur d'étude premiers et boursier post-doctoral, INRS

La « représentation de DECALF a pu ouvrir un horizon neuf pour neuroimaging. Par exemple, nous pourrions employer ce système pour voir l'activité des neurones. Nous pourrions suivre la lumière émise quand un neurone « fires" pour savoir où le neurone est plac dans le cerveau et sa connectivité, » dit professeur Liang.

« Grâce au travail de professeur Liang, nous pouvions voir le comportement macroscopique des zebrafish avec des sympt40mes comme des ALS. Nous pourrions aller encore autres dans l'étude de cette maladie en regardant l'écaille microscopique. Utilisant cette approche novatrice de représentation, nous pourrions nous renseigner sur ce qui se produit dans le système neural dans des conditions de normale et de maladie d'une façon non envahissante, » professeur Patten dit.

Source:
Journal reference:

Lui, J., et al. (2021) Coded-aperture broadband light field imaging using digital micromirror devices. Optica. doi.org/10.1364/OPTICA.413938.