La microscopie optique non linéaire a révolutionné notre capacité à observer et à comprendre des processus biologiques complexes. Cependant, la lumière peut aussi endommager la matière vivante. Pourtant, le mécanisme derrière la perturbation irréversible des processus cellulaires par la lumière intense reste mal compris.
Pour combler cette lacune, les groupes de recherche de Hanieh Fattahi et Daniel Wehner de l'Institut Max Planck pour la science de la lumière (MPL) et du Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin ont uni leurs forces pour identifier les conditions dans lesquelles les lasers pulsés intenses peuvent être utilisé in vivo sans nuire à l'organisme.
L’équipe internationale basée à Erlangen a utilisé le poisson zèbre, une espèce vertébrée, pour se plonger dans les mécanismes de photodommages dans les tissus profonds au niveau cellulaire déclenchés par des impulsions d’excitation femtoseconde. Les résultats ont été publiés dans Communications Physics .
Soyeon Jun, premier auteur de la publication et doctorant dans le groupe « Femtosecond Fieldoscopy » du MPL dirigé par Fattahi, explique :« Nous avons démontré que les dommages au système nerveux central (SNC) du poisson zèbre, lorsqu'ils sont irradiés par des impulsions femtosecondes à 1 030 nm , se produit brusquement aux intensités de pointe extrêmes requises pour la formation de plasma de faible densité. "
Cela permet une augmentation non invasive du temps de séjour de l’imagerie et du flux de photons pendant l’irradiation à 1 030 nm, tant que l’intensité maximale est inférieure au seuil de faible densité plasmatique. Ceci est crucial pour la microscopie non linéaire sans étiquette.
"Ces résultats contribuent de manière significative aux progrès des techniques d'imagerie des tissus profonds et des techniques de microscopie innovantes, comme la fieldoscopie femtoseconde, actuellement développée dans mon groupe. Cette technique permet la capture d'images à haute résolution spatiale et sans étiquette avec une résolution temporelle attoseconde, " dit Fattahi.
"Nos résultats mettent non seulement en valeur la valeur des collaborations dans les domaines de la physique et de la biologie, mais ouvrent également la voie à des applications in vivo permettant de réaliser des manipulations précises du système nerveux central basées sur la lumière", ajoute Wehner, responsable du groupe de recherche Neurorégénération.
Note de correction (28/05/2024) :La longueur d'onde des impulsions femtosecondes a été corrigée à 1 030 nm.
