Le dispositif d'imagerie, appelé « système de microscopie holographique numérique (DHM) », utilise une lumière cohérente pour capturer des informations tridimensionnelles sur un poisson nageant. Le système se compose d’une caméra haute résolution et d’un laser qui éclaire l’aquarium par le bas. Lorsque la lumière traverse l’eau et interagit avec les poissons, elle crée un front d’onde déformé. Ce front d'onde est ensuite capturé par la caméra, qui enregistre les modèles d'interférence créés par l'interaction de la lumière et du poisson.
En analysant les modèles d'interférence enregistrés, les chercheurs peuvent reconstruire une image tridimensionnelle du corps du poisson et de ses mouvements. Cela leur permet de suivre la cinématique du corps du poisson et de calculer les forces générées par les différentes nageoires. Le système DHM offre une résolution spatiale et temporelle beaucoup plus élevée que les techniques d’imagerie traditionnelles, permettant une analyse détaillée de la biomécanique de la nage des poissons.
Les chercheurs ont utilisé le système DHM pour étudier le comportement de nage du poisson zèbre, un petit poisson d'eau douce couramment utilisé dans la recherche biologique. Ils ont constaté que les nageoires pectorales et pelviennes jouent un rôle important dans la génération de poussée pour la propulsion vers l'avant, tandis que la nageoire caudale (queue) contribue principalement aux manœuvres et à la stabilité. L’étude a également révélé que le poisson zèbre peut moduler la production de force et le mouvement de ses nageoires pour atteindre différentes vitesses de nage et angles de virage.
Les résultats de cette recherche ont des implications pour la compréhension de la locomotion des poissons, des interactions écologiques et de l'évolution des adaptations à la nage. Le système DHM constitue un outil puissant pour étudier la biomécanique de la nage des poissons et ouvre de nouvelles voies pour explorer le monde sous-marin complexe des poissons.
