La microscopía óptica no lineal ha revolucionado nuestra capacidad para observar y comprender procesos biológicos complejos. Sin embargo, la luz también puede dañar la materia viva. Sin embargo, el mecanismo detrás de la perturbación irreversible de los procesos celulares debido a la luz intensa sigue siendo poco comprendido.
Para abordar esta laguna, los grupos de investigación de Hanieh Fattahi y Daniel Wehner en el Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz (MPL) y Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin han unido fuerzas para identificar las condiciones bajo las cuales los láseres pulsados intensos pueden utilizarse in vivo sin dañar el organismo.
El equipo internacional con sede en Erlangen utilizó la especie de vertebrado pez cebra para profundizar en los mecanismos del fotodaño en el tejido profundo a nivel celular desencadenado por pulsos de excitación de femtosegundos. Los resultados han sido publicados en Communications Physics .
Soyeon Jun, primer autor de la publicación y estudiante de doctorado en el grupo "Fieldoscopia de femtosegundo" del MPL encabezado por Fattahi explica:"Demostramos que el daño al sistema nervioso central (SNC) del pez cebra, cuando se irradia con pulsos de femtosegundo a 1.030 nm , ocurre abruptamente en las intensidades máximas extremas requeridas para la formación de plasma de baja densidad."
Esto permite un aumento no invasivo en el tiempo de permanencia de las imágenes y el flujo de fotones durante la irradiación a 1030 nm, siempre que la intensidad máxima esté por debajo del umbral de baja densidad plasmática. Esto es crucial para la microscopía no lineal sin etiquetas.
"Estos hallazgos contribuyen significativamente a los avances en las técnicas de imágenes de tejido profundo y técnicas de microscopía innovadoras, como la camposcopia de femtosegundos, que se está desarrollando actualmente en mi grupo. Esta técnica permite la captura de imágenes sin etiquetas de alta resolución espacial con resolución temporal de attosegundos. " dice Fattahi.
"Nuestros resultados no sólo resaltan el valor de las colaboraciones entre los campos de la física y la biología, sino que también allanan el camino para aplicaciones in vivo para lograr manipulaciones precisas del sistema nervioso central basadas en la luz", añade Wehner, jefe del grupo de investigación Neuroregeneración.
Nota de corrección (28/05/2024):La longitud de onda de los pulsos de femtosegundos se corrigió a 1030 nm.
