Les scientifiques de Skoltech ont proposé une méthode d'imagerie par spectrométrie de masse (MSI) tirant parti des caractéristiques uniques de la vision humaine. La recherche a été publiée dans la revue Chimie analytique .

La spectrométrie de masse à haute résolution est une technique analytique qui mesure avec précision le rapport masse/charge (m/z) des ions, produit à partir de molécules par un procédé d'ionisation, et l'intensité du signal ionique (le nombre relatif d'ions). Ces mesures permettent de déterminer le poids et la structure des molécules, (en les fragmentant), identifiant ainsi divers composés, comme les protéines, lipides, métabolites, peptides, composants médicamenteux, etc. MSI fournit des informations sur la distribution spatiale des molécules dans les tissus en effectuant une analyse par spectrométrie de masse des ions en utilisant l'ionisation laser locale des molécules à chaque point de l'échantillon (par exemple, une coupe tumorale).

L'interprétation des données MSI est tout un défi. On peut commencer par imager la distribution des molécules sur la surface de la section de tissu et créer une image en couleur où chaque couleur représente un point avec une composition ionique similaire. Ainsi, des milliers d'ions avec des intensités correspondantes à chaque point doivent être représentés par seulement trois valeurs numériques qui reflètent au maximum les données MSI et sont corrélées avec un espace colorimétrique 3D pour permettre une analyse plus approfondie par un chercheur.

« Il est essentiel de glaner un maximum d'informations sur l'image, en tenant compte des caractéristiques authentiques de la vision humaine, tels que la non-linéarité et une sensibilité essentiellement différente aux changements de luminosité et de couleur. Bien que la théorie de la perception des couleurs ait été étudiée depuis la première moitié du 20e siècle, les experts manquent encore de modèles mathématiques communément acceptés expliquant avec précision toutes les propriétés connues de la vision humaine, " Anastasia Sarycheva, l'auteur principal et un Skoltech Ph.D. étudiant, explique.

Des chercheurs du Skoltech Center for Computational and Data-Intensive Science and Engineering (CDISE) et A.A. L'Institut Kharkevich pour les problèmes de transmission de l'information de RAS a proposé une nouvelle approche MSI tirant parti de la théorie de la perception humaine des couleurs et comparable aux techniques existantes au niveau de détail. La nouvelle méthode préserve les frontières et les gradients lors de la superposition de régions de composition ionique similaire. Ainsi, l'image résultante est plus interprétable que dans d'autres techniques de visualisation MSI. La méthode a été testée sur des données simulées et expérimentales obtenues par des chercheurs du Laboratoire de spectrométrie de masse Skoltech conjointement avec des biologistes du Centre Skoltech de neurobiologie et de restauration cérébrale (CNBR).