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I ricercatori usano la nuova tecnica di rappresentazione per capire i deficit del motore nella malattia di ALS

Un gruppo interdisciplinare dello scientifique ricercato de della La nazionale di Institut (INRS) ha utilizzato una tecnica di rappresentazione innovatrice per una migliore comprensione dei deficit del motore nella sclerosi laterale amiotrofica (ALS). I ricercatori potevano seguire il comportamento di fuga dei modelli di zebrafish di malattia e di normale, in 3D. I loro risultati recentemente sono stati pubblicati in Optica, il giornale della nave ammiraglia della società ottica (OSA).

Il professor Jinyang Liang, esperto nella rappresentazione ed in biofotonica ultraveloci, ha unito uno sforzo con il professor Kessen Patten, specialista nella genetica e nelle malattie neurodegenerative. I due gruppi potevano tenere la carreggiata la posizione degli zebrafish in tempo reale e catturare il moto 3D, facendo uso di una tecnica di rappresentazione speciale chiamata dispersione-ha eliminato il campo leggero dell'codificare-apertura diaframma, o DECALF.

“È una funzionalità unica per l'analisi dei comportamenti animali da una prospettiva di neurodevelopment. Altrimenti, potremmo soltanto vedere il movimento in un aereo. La perdita dell'una dimensione può essere ingannevole quando studia il movimento. Potete pensare il modo di movimento uno di zebrafish, ma la realtà è abbastanza differente,„ ha detto l'esperto.

I loro dati hanno rivelato gli angoli asimmetrici di orientamento delle alette destre e sinistre, indicanti i cambiamenti drastici nella direzione durante la fuga normale dello zebrafish s dallo stimolo. Al contrario, il modello malato di zebrafish ha mostrato le risposte lente ed ha limitato la capacità di movimento dovuto i deficit del motore.

Le fotocamere da campagna leggere convenzionali catturano le informazioni non solo nella x ed in y, ma anche l'angolo a cui i raggi luminosi stanno venendo. Questo modo, potete rintracciarli di nuovo al fuoco su dove volete. Secondo il professor Liang, il problema con questa tecnologia è la compensazione.

L'immagine può avere un'alta risoluzione spaziale o una risoluzione dell'angolo alto, ma non entrambe. La soluzione per questa è la rappresentazione del campo dell'indicatore luminoso dell'apertura diaframma (CALF) codificata, che può essere raggiunta facendo uso delle unità digitali di micromirror (DMD).

Una progettazione innovatrice

Il DMD agisce come un elemento della diffrazione e separa la luce bianca in un Rainbow. Un DMD da solo non può usarlo con indicatore luminoso o luce solare ambientale. “Potreste usare sempre un indicatore luminoso di unico lunghezza d'onda, ma piombo ad altri svantaggi, poiché il colore dell'indicatore luminoso può interferire con il sistema del nervo e pregiudicare gli esperimenti. Per esempio, la luce rossa potrebbe rendere la gente aggressiva e l'indicatore luminoso blu egualmente è conosciuto per pregiudicare l'umore,„ il professor Liang spiega.

Per oltrepassare questa limitazione, il gruppo di ricerca ha usato un secondo DMD per annullare il Rainbow induce altro da quello. “Siamo i primi per usare questa progettazione per gestire la dispersione di colore all'interno di intero spettro visibile, che permette che noi usiamo la luce bianca per questo esperimento.„

Dott. Jingdan Liu, autore di studio primo e collega postdottorale, INRS

“La rappresentazione di DECALF ha potuto aprire un nuovo viale per neuroimaging. Per esempio, potremmo usare questo sistema per vedere l'attività dei neuroni. Potremmo tenere la carreggiata l'indicatore luminoso emesso quando un neurone “inforna„ per sapere dove il neurone è posizionato nel cervello e nella sua connettività,„ dice il professor Liang.

“Grazie al lavoro del professor Liang, potevamo vedere il comportamento macroscopico degli zebrafish con i sintomi ALS del tipo di. Potremmo andare ancora ulteriori nello studio su questa malattia esaminando il disgaggio microscopico. Facendo uso di questo approccio innovatore della rappresentazione, potremmo imparare circa che cosa sta accadendo nel sistema neurale negli stati di malattia e di normale in un modo non invadente,„ il professor Patten diciamo.

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.