জৈবিক টিস্যুগুলির গভীরে মাইক্রোস্কোপিক কাঠামোগুলি কল্পনা করার জন্য নমুনা-প্ররোচিত অপটিক্যাল বিকৃতির ক্ষতিপূরণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। শক্তিশালী একাধিক বিক্ষিপ্তকরণ, তবে, টিস্যু-প্ররোচিত ত্রুটিগুলি সনাক্ত এবং মেরামত করার ক্ষমতাকে সীমাবদ্ধ করে।
অতএব, একটি উচ্চ-রেজোলিউশন গভীর-টিস্যু চিত্র পেতে, একাধিক-বিক্ষিপ্ত তরঙ্গ অপসারণ করা এবং একক-বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের অনুপাত বৃদ্ধি করা অপরিহার্য। বেসিক সায়েন্স ইনস্টিটিউটের মধ্যে সেন্টার ফর মলিকুলার স্পেকট্রোস্কোপি অ্যান্ড ডাইনামিকসের সহযোগী পরিচালক সিএইচওআই ওয়ানশিকের নেতৃত্বে বিজ্ঞানীরা, কোরিয়ার ক্যাথলিক ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক কিম মুনসিওক এবং সিউল ন্যাশনাল ইউনিভার্সিটির প্রফেসর সিএইচওআই মিউংঘোয়ান একটি নতুন ধরনের হলোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপ তৈরি করেছেন। খুলি এবং চিত্র মাধ্যমে দেখুন মস্তিষ্ক.
নতুন অণুবীক্ষণ যন্ত্রটি অক্ষত মাথার খুলিটি "দেখতে" অর্জন করতে পারে এবং মাথার খুলি অপসারণ না করে জীবন্ত মাউসের মস্তিষ্কের মধ্যে নিউরাল নেটওয়ার্কের উচ্চ-রেজোলিউশন 3D ইমেজিং করতে সক্ষম।
2019 সালে, বিজ্ঞানীরা আইবিএস– প্রথমবারের মতো- উচ্চ-গতির সময়-সমাধানকৃত হলোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপ তৈরি করেছে যা একাধিক বিক্ষিপ্তকরণ দূর করতে পারে। একই সময়ে, এটি আলোর প্রশস্ততা এবং পর্যায় পরিমাপ করে।
মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে, তারা ছেদযুক্ত অস্ত্রোপচার ছাড়াই জীবিত মাছের নিউরাল নেটওয়ার্ক পর্যবেক্ষণ করতে পারে। যাইহোক, ইঁদুরের মস্তিষ্কের নিউরাল নেটওয়ার্ক ইমেজ পাওয়া কঠিন ছিল কারণ ইঁদুরের মাথার খুলি মাছের চেয়ে মোটা।
অধ্যয়ন দলটি পরিমাণগতভাবে বিশ্লেষণ করতে সক্ষম হয়েছিল যে কীভাবে আলো এবং পদার্থ মিথস্ক্রিয়া করে, যা তাদের পূর্বের মাইক্রোস্কোপকে আরও বিকাশ করতে দেয়। এই সাম্প্রতিক গবেষণায় একটি সুপার-গভীর, ত্রি-মাত্রিক সময়-সমাধানকৃত হলোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপের সফল বিকাশের কথা জানানো হয়েছে যা টিস্যুগুলির পর্যবেক্ষণকে আগের চেয়ে আরও বেশি গভীরতায় অনুমতি দেয়।
বিজ্ঞানীরা, বিশেষত, বিভিন্ন কোণ থেকে আলো ইনপুট করার সময়ও তাদের একই রকম প্রতিফলন তরঙ্গরূপ রয়েছে এই সুবিধাটি গ্রহণ করে একক-বিক্ষিপ্ত তরঙ্গ পছন্দ করার জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করেছেন।
অনুরণন মোড আবিষ্কার করতে যা গঠনমূলক হস্তক্ষেপকে অনুকূল করে (যে হস্তক্ষেপ ঘটে যখন একই পর্যায়ের তরঙ্গগুলি ওভারল্যাপ হয়), একটি জটিল অ্যালগরিদম এবং একটি মাধ্যমের আইজেনমোড পরীক্ষা করে সংখ্যাসূচক অপারেশন (একটি স্বতন্ত্র তরঙ্গ যা একটি মাধ্যমের মধ্যে আলোক শক্তি বিতরণ করে) ব্যবহার করা হয়। এটি নতুন অণুবীক্ষণ যন্ত্রটিকে বেছে বেছে অবাঞ্ছিত সংকেতগুলিকে ফিল্টার করার অনুমতি দেয় যখন মস্তিষ্কের তন্তুগুলিতে আগের তুলনায় 80 গুণ বেশি আলোক শক্তি ফোকাস করে। এটি একাধিক বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের সাথে একক-বিক্ষিপ্ত তরঙ্গের অনুপাতকে বিভিন্ন মাত্রার ক্রম দ্বারা বৃদ্ধি করা সম্ভব করেছে।
বিজ্ঞানীরা পরবর্তীতে ইঁদুরের মস্তিষ্ক পর্যবেক্ষণ করে প্রযুক্তিটি পরীক্ষা করেন। এমনকি এমন গভীরতায় যেখানে বর্তমান প্রযুক্তি ব্যবহার করা আগে অসম্ভব ছিল, মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে ওয়েভফ্রন্টের বিকৃতি সংশোধন করা যেতে পারে। নতুন মাইক্রোস্কোপ উচ্চ রেজোলিউশনে খুলির নীচে মাউসের মস্তিষ্কের নিউরোনাল নেটওয়ার্ককে সফলভাবে চিত্রিত করেছে। মাউসের মাথার খুলি বের না করে এবং ফ্লুরোসেন্ট মার্কার ব্যবহার না করেই দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যে এই সবই সম্পন্ন করা হয়েছিল।
প্রফেসর কিম মুনসিওক এবং ডাঃ জেও ইয়ংহিয়ন, যারা হলোগ্রাফিক মাইক্রোস্কোপের ভিত্তি তৈরি করেছেন, বলেছেন, "যখন আমরা প্রথম জটিল মিডিয়ার অপটিক্যাল অনুরণন পর্যবেক্ষণ করেছি, তখন আমাদের কাজ একাডেমিয়া থেকে খুব মনোযোগ পেয়েছিল। মৌলিক নীতি থেকে শুরু করে মাউসের খুলির নিচের নিউরাল নেটওয়ার্ক পর্যবেক্ষণের ব্যবহারিক প্রয়োগ পর্যন্ত, আমরা পদার্থবিদ্যা, জীবন এবং প্রতিভাবান ব্যক্তিদের প্রচেষ্টাকে একত্রিত করে মস্তিষ্কের নিউরোইমেজিং কনভারজেন্ট প্রযুক্তির জন্য একটি নতুন পথ খুলে দিয়েছি। মস্তিষ্ক বিজ্ঞান."
সহযোগী পরিচালক CHOI Wonshik বলেছেন, “দীর্ঘকাল ধরে, আমাদের কেন্দ্র অতি-গভীর বায়োইমেজিং প্রযুক্তি তৈরি করেছে যা শারীরিক নীতিগুলিকে প্রয়োগ করে৷ এটা প্রত্যাশিত যে আমাদের বর্তমান অনুসন্ধান বায়োমেডিকাল আন্তঃবিভাগীয় গবেষণার উন্নয়নে ব্যাপকভাবে অবদান রাখবে, যার মধ্যে নিউরোসায়েন্স এবং নির্ভুল মেট্রোলজি শিল্প রয়েছে।"
জার্নাল রেফারেন্স:
- ইয়ংহিওন জো, ইয়ে-রিয়ং লি, জিন হি হং, ডং-ইয়ং কিম, জুনহোয়ান কওন, মায়ংহোয়ান চোই, মুনসেওক কিম, ওনশিক চোই। ডাইমেনশনালিটি রিডাকশন অ্যাডাপটিভ-অপটিক্যাল মাইক্রোস্কোপির মাধ্যমে দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ভিভোতে থ্রু-স্কাল ব্রেন ইমেজিং। বিজ্ঞান অগ্রগতি, 2022; 8 (30) DOI: 10.1126/sciadv.abo4366
