顯微鏡是人類最偉大的發(fā)明之一。在它發(fā)明出來之前，人類關(guān)于周圍世界的觀念局限在用肉眼，或者靠手持透鏡幫助肉眼所看到的東西。
顯微鏡把一個全新的世界展現(xiàn)在人類的視野里，人們第一次看到了數(shù)以百計的"新的"微小動物和植物，以及從人體到植物纖維等各種東西的內(nèi)部構(gòu)造。顯微鏡還有助于科學家發(fā)現(xiàn)新物種，有助于醫(yī)生治療疾病。
現(xiàn)代生物學依賴于我們使用顯微鏡觀察活細胞的能力。光學顯微鏡的最新進展允許在醋蠅、斑馬魚和老鼠等模式生物中進行細胞和亞細胞成像。
當前技術(shù)的基本限制之一是與照明相關(guān)的毒性，這會影響所研究的生物過程。到目前為止，除了降低亮度導致圖像質(zhì)量下降之外，這個問題沒有太多解決方案。
在Light Science & Application上發(fā)表的一篇新論文中，由 Drs 領(lǐng)導的團隊。法國艾克斯馬賽大學菲涅耳研究所的 Loïc Le Goff 和 Frédéric Galland 開發(fā)了一種新型智能顯微鏡，可使用學習策略以最有效的方式自動計算將光發(fā)送到何處以對樣品中感興趣的結(jié)構(gòu)進行成像。
左：繪制彎曲的生物組織。六邊形代表細胞表中組織的細胞的熒光輪廓。組織可以被第二個上皮覆蓋，該上皮可以被成像過程忽略。右圖：從幾次采集(綠點)中，顯微鏡自動估計組織表面(紅色網(wǎng)格)，然后可以將采集集中在該表面上，甚至由于傳播采集算法而僅集中在熒光細胞輪廓上。圖片來源：Faris Abouakil 等人。
該項目的出發(fā)點是觀察到大多數(shù)生物組織都具有良好表征的結(jié)構(gòu)。特別是，大多數(shù)胚胎組織成表面——細胞片——在空間中彎曲。
一般的顯微鏡不適應這種架構(gòu)的操作：它們掃描聚焦在包含胚胎的整個 3D 空間中的激光，這在照射樣品的光的速度和數(shù)量方面都非常低效。菲涅爾研究所開發(fā)的顯微鏡自動調(diào)整其掃描模式以適應彎曲的生物表面的形態(tài)，無需事先了解表面。在測試樣品上，與傳統(tǒng)共聚焦顯微鏡相比，我們的智能掃描顯微鏡減少了多達 100 倍的輻射。
這項突破性技術(shù)是菲涅爾研究所的數(shù)據(jù)科學家、物理學家和生物學家密切合作的結(jié)果。該方法開辟了一種新方法，可以對胚胎和類器官等非常脆弱的物體的行為進行長時間成像。有趣的是，該技術(shù)可以非常簡單地應用于生物學研究所成像設(shè)施中的許多商用顯微鏡。
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