La projection derrière les scientifiques de Leibniz IPHT montre une image de neurones obtenue au plus profond du cerveau via une seule fibre multimode. Crédit :Sven Doering
Des chercheurs du Leibniz Institute of Photonic Technology (Leibniz-IPHT) à Iéna et de l'Université d'Édimbourg ont réussi à utiliser un endoscope à fibres fines pour mieux comprendre des structures cérébrales auparavant inaccessibles. Cette étude a été publiée dans Lumière :science et applications . Cela pourrait être une étape majeure vers une meilleure compréhension des fonctions des compartiments cérébraux profondément cachés, comme la formation de mémoires, ainsi que les dysfonctionnements associés, dont la maladie d'Alzheimer.
À l'aide d'une fibre optique ultrafine, les chercheurs ont examiné les zones cérébrales profondes d'une souris vivante comme à travers un trou de serrure. Des méthodes récemment introduites pour le contrôle holographique de la propagation de la lumière dans des milieux complexes permettent désormais l'utilisation d'une fibre multimode comme outil d'imagerie. Sur la base de cette nouvelle approche, les scientifiques ont conçu un système compact d'imagerie de fluorescence à l'extrémité d'une fibre, offrant une empreinte beaucoup plus petite ainsi qu'une résolution améliorée par rapport aux endoscopes conventionnels basés sur des faisceaux de fibres ou des lentilles à gradient d'indice.
« Nous sommes très heureux de voir notre technologie faire ses premiers pas vers des applications pratiques en neurosciences, " dit le Dr Sergey Turtaev de Leibniz-IPHT, auteur principal de l'article.
"Pour la première fois, nous avons montré qu'il est possible d'examiner des régions cérébrales profondes d'un modèle animal vivant de manière minimalement invasive et d'obtenir des images à haute résolution en même temps, " déclare le scientifique de l'IPHT, le Dr Ivo T. Leite. Sergey et Ivo travaillent dans le groupe de recherche qui a développé la méthode holographique pour l'imagerie à travers une seule fibre. En utilisant cette approche, l'équipe de recherche a obtenu des images de cellules cérébrales et de processus neuronaux dans le cortex visuel et l'hippocampe de souris vivantes avec une résolution approchant le micromètre. Des observations détaillées dans ces domaines sont cruciales pour la recherche sur la perception sensorielle, la formation de la mémoire et les maladies neuronales graves telles que la maladie d'Alzheimer. Les méthodes d'investigation actuelles sont fortement invasives, de telle sorte qu'il n'est pas possible d'observer les réseaux neuronaux à l'œuvre dans ces régions internes sans destruction massive des tissus environnants - les endoscopes comprenant des centaines de fibres optiques sont trop gros pour pénétrer dans des régions cérébrales aussi sensibles, tandis que les structures neuronales sont trop petites pour être visualisées par des méthodes d'imagerie non invasives telles que l'imagerie par résonance magnétique (IRM).
