Une équipe de chercheurs d'Allemagne, les Pays-Bas et l'Italie ont développé un moyen d'utiliser la lumière diffusée pour cartographier les points de croisement des voies des fibres nerveuses dans le cerveau. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit leur travail avec la diffusion de la lumière en microscopie à transmission et ce qu'elle a révélé dans le cerveau humain.

Une partie de l'étude du cerveau humain implique des travaux visant à établir l'architecture des voies tridimensionnelles qui composent les fibres nerveuses. L'outil standard pour une telle recherche est la microscopie de polarisation, qui permet la création d'images 3D avec une résolution micrométrique. Mais l'un des points faibles d'un tel travail réside dans les points de croisement, où un réseau de fibres en croise physiquement un autre. La technologie actuelle ne permet pas de déterminer quelle fibre est au-dessus, comme on le voit avec les ponts routiers, ou si les fibres se croisent simplement, comme les routes de campagne. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen de cartographier les points de passage des sentiers avec des détails sans précédent.

Pour pallier les déficits de la microscopie à polarisation traditionnelle, les chercheurs ont recherché des données en microscopie à transmission conventionnelle qui n'avaient pas été étudiées auparavant. Ils ont constaté que les effets de la lumière transmise lors de la microscopie dépendent de l'angle des fibres par rapport à la direction de propagation de la lumière. Ils ont utilisé ces informations pour créer des simulations numériques qui ont montré que les informations supplémentaires pouvaient être utilisées pour faire la distinction entre les fibres croisées dans le plan et celles qui pointaient hors du plan. Ils ont utilisé ce qu'ils ont appris des simulations pour mener des études de microscopie supplémentaires avec du tissu nerveux réel. En faisant ainsi, ils ont démontré une technique qui a permis de reconstruire la sous-culture de tissu cérébral avec des détails sans précédent, qui comprenait les angles impliqués lorsque les fibres nerveuses se croisent.

Les chercheurs suggèrent que leurs efforts pourraient conduire à une meilleure compréhension de l'architecture du cerveau en permettant la création d'une véritable représentation en 3D du cerveau. Ils suggèrent en outre que leur travail pourrait conduire à des améliorations dans l'interprétation des scanners médicaux tels que le SRM et que leur technique pourrait également être utile dans d'autres applications, comme l'étude d'échantillons de tissus fibreux.

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