La nuova tecnologia del microscopio potrebbe fornire la visione più profonda del tessuto cerebrale vivente

Un team di ricercatori del MIT ha sviluppato una nuova tecnologia di microscopio che può vedere più in profondità nel tessuto cerebrale a livello di singola cellula, rispetto ai microscopi convenzionali. Il sistema impiega una combinazione inedita di luce e suono per creare immagini ad alta risoluzione senza la necessità di etichette esterne. Il lavoro è descritto in dettaglio in un articolo pubblicato sulla rivista Light: Science and Applications.

Il nuovo "Multiphoton-In and Acoustic-Out" opera in due fasi principali. In primo luogo, utilizza un'intensa e brevissima scarica di luce a lunga lunghezza d'onda per penetrare in profondità e con precisione nel tessuto cerebrale. La "luce a tre fotoni" eccita la molecola bersaglio all'interno di una singola cellula.

Per la seconda fase, invece di cercare di rilevare la debole luce fluorescente che la molecola emette, si misura il suono. Quando l'energia luminosa viene assorbita, provoca un'espansione termica all'interno della cellula, producendo onde sonore che viaggiano attraverso il tessuto. Un microfono a ultrasuoni molto sensibile capta il suono, il sistema poi converte il segnale sonoro in un'immagine dettagliata.

Utilizzando il nuovo sistema, il team è riuscito a fotografare il NAD(P)H - una molecola associata al metabolismo cellulare e all'attività dei neuroni - attraverso un organoide cerebrale umano di 1,1 millimetri di spessore. Per metterlo in prospettiva, questo numero è 5 volte superiore a quello che sono in grado di fare altre tecnologie di microscopio senza etichette.

Dato che il nuovo sistema non richiede l'aggiunta di sostanze chimiche o l'ingegneria genetica, i ricercatori prevedono che un giorno potrebbe essere utilizzato in ambito clinico, come il rilevamento di biomarcatori per malattie come l'Alzheimer durante la chirurgia cerebrale. I test condotti finora sono stati in vitro ed ex vivo, ma il team punta ora a una dimostrazione su un animale vivente.