A a C muestra perlas en un portaobjetos fotografiado por un microscopio a granel. D a F son las perlas cuando se ven desde un microendoscopio convencional basado en lentes. G to I son las imágenes en bruto del nuevo microendoscopio ultraminiaturizado sin lentes del equipo de investigación. Los investigadores dicen que estas imágenes son terribles, pero en realidad brindan una gran cantidad de información sobre la luz que entra y que puede usarse en la reconstrucción computacional para reconstruir una imagen final más clara. J a L son imágenes G a I después de la reconstrucción computacional. Crédito:Mark Foster
Los ingenieros de Johns Hopkins han creado un nuevo endoscopio ultraminiaturizado sin lentes, el tamaño de unos pocos cabellos humanos de ancho, que es menos voluminoso y puede producir imágenes de mayor calidad.
Sus hallazgos fueron publicados hoy en Avances de la ciencia .
"Generalmente, tienes que sacrificar el tamaño o la calidad de la imagen. Hemos podido lograr ambas cosas con nuestro microendoscopio, "dice Mark Foster, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad Johns Hopkins y autor correspondiente del estudio.
Destinado a examinar las neuronas que se activan en el cerebro de animales como ratones y ratas, un microendoscopio ideal debe ser pequeño para minimizar el daño al tejido cerebral, pero lo suficientemente potente como para producir una imagen clara.
En la actualidad, Los microendoscopios estándar tienen entre medio milímetro y unos pocos milímetros de diámetro, y requieren más grande, lentes más invasivos para obtener mejores imágenes. Si bien existen microendoscopios sin lentes, la fibra óptica dentro que escanea un área píxel a píxel con frecuencia se dobla y pierde la capacidad de imagen cuando se mueve.
En su nuevo estudio, Foster y sus colegas crearon un microendoscopio ultraminiaturizado sin lentes que, en comparación con un microendoscopio convencional basado en lentes, aumenta la cantidad que los investigadores pueden ver y mejora la calidad de la imagen.
Los investigadores lograron esto mediante el uso de una apertura codificada, o una rejilla plana que bloquea la luz al azar creando una proyección en un patrón conocido similar a pinchar al azar un trozo de papel de aluminio y dejar que la luz pase a través de todos los pequeños agujeros. Esto crea una imagen desordenada, pero uno que proporciona una gran cantidad de información sobre dónde se origina la luz, y esa información se puede reconstruir computacionalmente en una imagen más clara. En sus experimentos, El equipo de Foster miró cuentas en diferentes patrones en un portaobjetos.
"Durante miles de años, el objetivo ha sido hacer una imagen lo más clara posible. Ahora, gracias a la reconstrucción computacional, podemos capturar a propósito algo que se ve horrible y, de manera contradictoria, terminar con una imagen final más clara, "dice Foster.
Adicionalmente, El microendoscopio de Foster y su equipo no requiere movimiento para enfocar objetos a diferentes profundidades; utilizan el reenfoque computacional para determinar de dónde se originó la luz en 3 dimensiones. Esto permite que el endoscopio sea mucho más pequeño que uno tradicional que requiere mover el endoscopio para enfocar.
Viendo hacia adelante, el equipo de investigación probará su microendoscopio con procedimientos de etiquetado fluorescente en los que se etiquetarán e iluminarán las neuronas cerebrales activas, para determinar la precisión con la que el endoscopio puede visualizar la actividad neuronal.
