הטכנולוגיה שפותחה בפקולטה משפרת את איכותם של צילומים בעומק הרקמה. השיטה החדשה הודגמה על נוירונים במוח
המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Nature Communications גישה חדשה בעיצוב חזית גל.
למחקר קיימים יישומים נרחבים ומשמעותיים מאוד במיוחד בדימות ביולוגי לא פולשני של עומק הרקמה, והטכנולוגיה החדשה מודגמת במאמר על נוירונים (תאי עצב).
עיצוב חזית גל היא גישה מבטיחה לדימות בעומק הרקמה. עד כה התאפשרה גישה זו באמצעות "צד שלישי" – נקודות פלורסנטיות שהוחדרו לדגימה באופן ידני, והרקמה מופתה בעקיפין על ידי דימות שלהם. לתהליך זה חסרונות רבים, ומלכתחילה ברור היה שדימות ישיר של הרקמה הוא דרך טובה יותר. עם זאת, דימות ישיר כרוך בקשיים שונים, ואחד מהם הוא העובדה שהקרינה הנפלטת מרקמות היא קרינה חלשה ולכן מדידתה מועדת לטעויות, בעיקר כאשר מדובר בדימות של עומק הרקמה.
הטכנולוגיה החדשה שמציגים חוקרי הטכניון מתגברת על מגבלות אלה ומציגה אפשרות לדימות ישיר של הרקמה באמצעות הארה על נוירון שסומן בחלבון הפלורסנטי EGFP. חלבון זה מפיץ, בתגובה להארה עליו, אור בצבע שונה. טכנולוגיה זו מבוססת על תיקון כפול של חזיתות הגל – תיקון חזית הגל הנשלח לרקמה ותיקון חזית הגל החוזר ממנה. בסיוע חישובים מתמטיים המשקללים את היחס בין אות לרעש השיגו החוקרים רזולוציה גבוהה של הנוירונים בעומק הרקמה.
הדוקטורנט דרור איזיק, שערך את המחקר בהנחייתה של פרופ' ענת לוין, מסביר כי "הדגמות קודמות של עיצוב חזית גל תיקנו עיוותים די קלים והיו אפקטיביות רק לעומקי-רקמה מוגבלים מאוד. המחקר שלנו הדגים את הטכנולוגיה בפעם הראשונה בביצוע דימות לעומק הרקמה ובתיקון עיוותים גדולים מאוד, שללא התיקון שלנו היו גורמים לתמונות המתקבלות להיות 'תמונות רעש' שאין בהן שום מידע ויזואלי."
הטכנולוגיה החדשה אכן סיפקה תמונות איכותיות של הנוירונים ושל האקסונים היוצאים מהם, זאת גם כאשר הנוירונים מכוסים בשכבת רקמה. החוקרים מבהירים כי טכנולוגיה שהודגמה על נוירונים רלוונטית גם לרקמות אחרות רבות.
המחקר נתמך על ידי הנציבות האירופית למחקר (ERC), הקרן הדו-לאומית למדע ישראל-ארה"ב (BSF) וקרן המדע הלאומית (ISF).
פרופ' ענת לוין הצטרפה לסגל הפקולטה בשנת 2016, אחרי דוקטורט באוניברסיטה העברית, פוסט-דוקטורט ב-MIT וכשבע שנים במכון ויצמן למדע. היא עוסקת באופטיקה, עיבוד תמונה וראייה ממוחשבת וזכתה בפרסים רבים ובהם פרס מיכאל ברונו, פרס בלוונטיק ופרס קריל.
למאמר ב Nature Communications לחצו כאן
