Los científicos están desarrollando herramientas para observar la maquinaria biológica en modelos animales in vivo para poder comprender y tratar mejor enfermedades cerebrales graves como la enfermedad de Alzheimer y muchas otras afecciones. Los endoscopios holográficos atrajeron el interés de los investigadores debido a su potencial para realizar observaciones mínimamente invasivas dentro del cuerpo humano.

Estas herramientas pueden arrojar luz sobre los procesos biológicos que ocurren a nivel macromolecular y subcelular, que generalmente permanecen ocultos a la vista ya que la mayoría de los tejidos son opacos a la radiación visible. En APL Photonics , Investigadores del Instituto Leibniz de Tecnología Fotónica en Alemania crearon un endoscopio particularmente estrecho hecho de fibras ópticas delgadas como un cabello que utiliza métodos holográficos para reconstruir imágenes de objetos macroscópicos colocados frente al extremo más alejado del endoscopio.

"Nos sorprendió positivamente que la calidad de la imagen se mantuviera bien a distancias de imagen más grandes, incluso para objetos colocados a medio metro del endoscopio, ", dijo el autor Ivo Leite." Esperábamos que el bajo número de fotones recolectados en este rango daría lugar a un ruido de detección mucho mayor ".

Los esfuerzos en la obtención de imágenes a través de endoscopios de fibra multimodo se centraban anteriormente en distancias de trabajo típicamente inferiores a 20 micrómetros para resolver detalles a escala micrométrica. Esto limita el campo de visión al tamaño del núcleo de la fibra.

Los investigadores llevaron la operación de imágenes a la observación de objetos macroscópicos, que se puede colocar lejos del endoscopio. Los investigadores aumentaron el rendimiento de la imagen en términos de definición de imagen a 100, 000 píxeles por cuadro de imagen, un orden de magnitud mayor que los endoscopios holográficos anteriores y alcanzando la definición de los videoendoscopios modernos.

Sus esfuerzos allanan el camino para llevar esta clase de endoscopios mínimamente invasivos a aplicaciones clínicas. La modalidad de imágenes macroscópicas que se muestra en este estudio será esencial para analizar muestras biológicas a escala de tejido, tal como lo hacen los endoscopios clínicos convencionales, así como para guiar la inserción del instrumento.

Una vez que se identifica una región de interés, la secuencia de hologramas mostrada por el modulador de luz espacial se puede actualizar para cambiar la modalidad de imagen y realizar observaciones a nivel celular y subcelular.

"El potencial de tal flexibilidad en la operación de imágenes a través del mismo endoscopio sin modificar es una característica única que, creemos, Los endoscopios holográficos pronto podrían ofrecer, "dijo el autor Tomas Cizmar.

Los métodos de control de luz de los investigadores podrían usarse para entregar prácticamente cualquier tipo de herramienta fotónica a través de un endoscopio delgado como un cabello. que podría tener aplicaciones en una variedad de áreas, como la transfección óptica, cirugía láser subcelular, y microfabricación asistida por láser.