L'endoscope ultrafin capture les neurones qui s'activent profondément dans le cerveau
Un nouvel endoscope aussi petit qu'un cheveu humain a été utilisé pour imager l'activité neuronale chez la souris. Le microendoscope à fibre optique (en haut à gauche) est montré juste avant son insertion dans le tissu. Crédit :Shay Ohayon, Massachusetts Institute of Technology
Des chercheurs ont mis au point un endoscope aussi fin qu'un cheveu humain qui peut imager l'activité des neurones dans le cerveau de souris vivantes. Parce qu'il est si mince, l'endoscope peut pénétrer profondément dans le cerveau, donner aux chercheurs l'accès à des zones qui ne peuvent pas être vues avec des microscopes ou d'autres types d'endoscopes.
"En plus d'être utilisé dans des études animales pour nous aider à comprendre le fonctionnement du cerveau, ce nouvel endoscope pourrait un jour être utile pour certaines applications chez l'homme, " a déclaré Shay Ohayon, qui a développé l'appareil en tant que chercheur postdoctoral dans le laboratoire de James DiCarlo au Massachusetts Institute of Technology. "Il pourrait offrir un plus petit, et donc plus confortable, instrument d'imagerie dans la cavité nasale, par exemple."
Le nouvel endoscope est basé sur une fibre optique de seulement 125 microns d'épaisseur. Parce que l'appareil est cinq à dix fois plus fin que les plus petits microendoscopes disponibles dans le commerce, il peut être poussé plus profondément dans le tissu cérébral sans causer de dommages importants.
Dans la revue The Optical Society (OSA) Optique Biomédicale Express , les chercheurs rapportent que l'endoscope peut capturer des images de résolution à l'échelle du micron des neurones qui se déclenchent. C'est la première fois que l'imagerie avec un endoscope aussi fin est démontrée chez un animal vivant.
"Avec le développement ultérieur, le nouveau microendoscope pourrait être utilisé pour imager l'activité des neurones dans des parties du cerveau auparavant inaccessibles, telles que le cortex visuel de modèles animaux primates, " a déclaré Ohayon. " Il pourrait également être utilisé pour étudier comment les neurones de différentes régions du cerveau communiquent les uns avec les autres. "
Acquisition d'images à partir d'une fibre
Le nouveau microendoscope est basé sur une fibre optique multimode, qui peut transporter différents faisceaux de lumière multiples en même temps. Lorsque la lumière pénètre dans la fibre, il peut être manipulé pour générer une petite tache à l'autre extrémité, et peut être déplacé vers différentes positions sur le tissu sans déplacer la fibre. Le balayage de la minuscule tache à travers l'échantillon lui permet d'exciter les molécules fluorescentes utilisées pour marquer l'activité des neurones. Au fur et à mesure que la fluorescence de chaque spot revient à travers la fibre, une image de l'activité des neurones est formée.
"Pour obtenir un balayage suffisamment rapide pour imager le déclenchement des neurones, nous avons utilisé un composant optique appelé dispositif à miroir numérique (DMD) pour déplacer rapidement le point lumineux, " a déclaré Ohayon. " Nous avons développé une technique qui nous a permis d'utiliser le DMD pour balayer la lumière à des vitesses allant jusqu'à 20 kilohertz, qui est assez rapide pour voir la fluorescence des neurones actifs."
