以色列理工學院(Technion)電子與計算工程系的研究人員在《Nature Communications》期刊上提出了一種新的波前整形技術(wavefront shaping)。這項技術在深層組織的非侵入性生物影像學領域中具有廣泛應用的潛力,文章中以神經元(神經細胞)進行了技術展示。
波前整形是深層組織成像中頗具潛力的方法。迄今為止,僅能透過侵入性的方法實現:研究人員需手動於樣本中插入螢光點,並透過對這些點進行間接成像的方式來繪製組織。這個方法有許多缺點,若能直接對組織進行成像會是一種更好的方式。然而直接成像仍面臨諸多挑戰,包括組織所發射的輻射較弱,使得深層組織成像等方面極易受到雜訊干擾。
以色列理工學院的研究人員所提出的新技術克服了這些限制,透過照射帶有螢光蛋白EGFP的神經元直接將組織成像,該蛋白在受到光照時會發出不同顏色的光。這項技術基於雙重波前校正——校正傳送至組織的波前及其回送的波前。透過數學計算來平衡信噪比,研究人員成功地在深層組織內部對神經元進行了高解析度成像。
博士生Dror Aizik解釋說:「以往的波前整形僅能校正較輕微的扭曲,適用的組織深度受到非常大的限制。我們的研究首次證明了這項技術能在深層組織成像中校正極大扭曲,改善了未經校正會導致無法識別的「雜訊影像」。」
這項新技術提供了高品質的神經元及其軸突影像,即使神經元被厚層組織覆蓋也能清晰呈現。研究人員表示,該技術在神經元上的應用成功後,也能適用於許多其他類型的組織成像。