Истражувачи од Универзитетот во Хонг Конг претставија нов пристап за тридимензионална мултифотонска микроскопија што може значително да го забрза снимањето на живи ткива. Техниката, наречена AIMED, користи аксијално кодирано осветлување и пресметковна реконструкција за да добие волуменски податоци од помал број мерења.
Кај класичната мултифотонска микроскопија, примерокот најчесто се снима слој по слој. Тоа ја ограничува брзината и ја зголемува вкупната изложеност на светлина, што е проблем при следење брзи биолошки процеси или чувствителни примероци. AIMED го менува овој пристап: наместо последователно скенирање, повеќе длабински слоеви се возбудуваат истовремено, а потоа алгоритми ја обновуваат 3D сликата од компресирани податоци.
Системот користи просторен модулатор на светлина за обликување на ласерскиот зрак во повеќе контролирани фокусни точки долж длабочината на примерокот. Интензитетот на секоја точка може посебно да се приспособи, што помага да се надомести слабеењето на сигналот во подлабоките слоеви. Поради нелинеарната природа на двофотонското и трифотонското возбудување, мешањето меѓу слоевите е ограничено.
Методот беше проверен на примероци од невронско ткиво од мозок на глушец. Во споредба со стандардното скенирање слој по слој, AIMED успеал да прикаже фини структури како дендрити и аксони, при користење помала оптичка моќност по слој. Во некои поставки, реконструираните слики покажале и подобар контраст.
Според објавените резултати во списанието Advanced Photonics, реконструираните 3D слики задржале висока структурна сличност со целосно скенираните волумени, со индекс околу 0,95 и однос сигнал-шум од 41 до 42 децибели. Симулирањата покажуваат дека кај поголеми волуменски задачи, со десетици аксијални слоеви, AIMED може да донесе приближно осумкратно побрзо снимање.
Важна предност е што пристапот не бара радикално нов микроскопски систем. Тој се потпира на програмабилно обликување на светлината и веќе развиени методи за компресивно снимање, па може полесно да се вклопи во постојни оптички поставки. Најголема корист се очекува кај ретки биолошки структури, како невронски мрежи, и кај примероци што се чувствителни на фототоксичност.
Истражувачите сметаат дека истиот принцип може да се пренесе и во други 3D оптички техники, меѓу кои конфокална микроскопија, Раманова слика и фотоакустично снимање. Ако се потврди во поширока употреба, AIMED би можел да овозможи подолгорочно и побезбедно следење на живи биолошки процеси во три димензии.
