Команда дослідників, очолювана вченими з National Eye Institute (NEI), змогла неінвазивно візуалізувати світлочутливі клітини задньої частини ока, що відомі як фоторецептори, більш детально, аніж будь-хто раніше. В роботі, опублікованій в Optica, дослідники розповідають як їм вдалось покращити роздільну здатність на третину селективно блокуючи світло, яке використовується для отримання зображення ока.
Це досягнення є останнім у постійно еволюціонуючій стратегії моніторингу клітинних змін у тканині сітківки, що, в свою чергу, допоможе розробити нові способи лікування та попередження втрати зору від таких захворювань, як вікова дегенерація макули, що є основною причиною сліпоти людей у віці 65 років та старше.
“Краща роздільна здатність зображень забезпечить краще відстеження дегенеративних змін, які відбуваються у тканині сітківки. Метою нашого дослідження є через деякий час мати змогу розпізнавати зміни на клітинному рівні, щоб значно раніше виявляти захворювання”, – каже провідний дослідник Johnny Tam, Ph.D., Stadtman Investigator у відділі клінічної та трансляційної візуалізації в NEI.
Більш раннє виявлення патології дозволило б лікувати пацієнтів задовго до того, як вони вже втратять зір. Більше того, розпізнавання клітинних змін дасть клініцистам можливість швидше бачити чи працює новий метод терапії, чи ні.
Два типи фоторецепторів – колбочки, які забезпечують кольоровий зір, і палички, що забезпечують зір при слабкому освітленні – різняться за розміром та щільністю розподілення по сітківці. Колбочки (хоча вони більші за палички) складніше візуалізовувати, оскільки вони розташовані більш щільно у центральній ямці – області сітківки, яка відповідає за найвищий рівень гостроти зору та кольоросприйняття. Увесь ландшафт паличок та колбочок називають мозаїкою фоторецепторів.
Удосконалені системи візуалізації широко використовуються для спостереження за тканинами сітківки та є важливими інструментами для діагностики та вивчення захворювань сітківки. Але навіть з допомогою ретинальної візуалізації адаптивною оптикою – технікою, яка компенсує викривлення світла за допомогою дзеркал, здатних до деформації, та комп’ютерних алгоритмів – все одно є зони фоторецепторної мозаїки, які важко візуалізувати, як каже перший автор статті Rongwen Lu, Ph.D.
“Іноді дуже важко візуалізувати палички, бо вони дуже маленькі, – каже Lu, – Усування частини світла у системі насправді полегшує процес їх розглядання. Тож у цьому випадку менше дорівнює більше”.
Заблокувавши світло в середині пучка, щоб створити фігуру кільця (а не диска), команда дослідників покращила поперечну роздільну здатність (площа мозаїки). Але такі покращення відбулись із одночасною втратою осьової роздільної здатності (глибина мозаїки). Щоб компенсувати ці зміни, команда вчених заблокувала світло, яке повертається із ока, за допомогою надзвичайно малого отвору, який називається диск суб-Ейрі, який відновлює осьову роздільну здатність, що була б втрачена із використанням лише фігури кільця світла.
Поєднання кільцевої ілюмінації та диску суб-Ейрі дає найкращі прояви обох технологій. Ця доопрацьована техніка дає приблизно на 33% збільшення роздільної здатності, що значно полегшує візуалізацію паличок і субклітинних деталей колбочок.
Технологія дослідників покращила візуалізацію фоторецепторної мозаїки також за допомогою ще однієї техніки, яка називається неконфокальною розщепленою детекцією – одним із видів мікроскопії, яка забезпечує додатковий вид фоторецепторної мозаїки.
Оригінальна стаття була опублікована на порталі Medical Xpress 11 березня 2021 року.
