نهایت سرعت: یک دوربین سریع توانسته از روند انتقال سیگنال عصبی در سلول‌های عصبیِ تصویربرداری کند!
دانشمندان مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) یک دوربین فوق سریع اختراع کرده‌اند که قادر است فیلمی از تکانه‌های الکتریکی که از در سلول‌های عصبی حرکت می‌کنند را ضبط کند.
بیشتر اوقات به نظرمان می‌رسد که حس لامسه بلافاصله از پس از تماس انگشت با یک سطح حس می‌شود، در حالی که انتقال همین تکانه‌ها اندکی زمان می‌برد. تکانه‌ها حس لامسه به صورت سیگنال‌های الکتریکی با سرعت ۱۰۰ مایل در ساعت حرکت می‌کنند، در حالی که برخی سیگنال‌های عصبی دیگر سریع‌تر حرکت می‌کنند و به سرعت ۳۰۰ مایل در ساعت نزدیک می‌شوند.
اما این دوربین جدید می‌تواند با چنین سرعتی مطابقت داشته باشد و قادر است از این پدیده عکس بردارد.
این فناوری دوربین به عنوان عکاسی فوق سریع فشرده با افزایش متفاوت یا به اختصار Diff-CUP شناخته می‌شود و تا توسط لیهونگ وانگ، استاد مهندسی پزشکی و مهندسی برق در Caltech توسعه یافته .
(وانگ همچنین مسئول توسعه سریع‌ترین دوربین جهان در سال ۲۰۲۰ بود. این دوربین که دوربین عکاسی طیفی فشرده شده فوق سریع (یا CUSP) نام داشت، قادر بود با سرعت ۷۰ تریلیون فریم در ثانیه عکسبرداری کند. این دوربین به قدری سریع است که قادر است پالس‌های لیزری را که با سرعت نور حرکت می‌کنند، ثبت کند.)
Diff-CUP شبیه به آن سیستم است، اما با دستگاهی به نام تداخل سنج Mach-Zehnder ترکیب شده.
تداخل سنج با تقسیم کردن یک پرتو نور لیزر به دو قسمت، عبور دادن تنها یکی از پرتو‌های تقسیم شده از یک جسم، و سپس ترکیب مجدد پرتو‌ها، از اجسام و مواد تصویربرداری می‌کند.
هنگامی که پرتو‌ها دوباره ترکیب می‌شوند، امواج خارج از همگامی با یکدیگر تداخل پیدا می‌کنند و در الگو‌هایی که اطلاعات مربوط به جسم مورد نظر تصویر آنها گرفته می‌شود.
مشاهده این نوع الکتریسیته با چشم غیرمسلح امکان‌پذیر نیست، اما تداخل سنج ماخ زندر Mach–Zehnder قادر به دیدن آنها است. این تشخیص با سرعت فوق‌العاده Diff-CUP ترکیب می‌شود تا گرفتن تکانه‌ها را ممکن کند.
تصویربرداری انتشار سیگنال در اعصاب محیطی اولین قدم است. تصویربرداری زنده از ترافیک در یک سیستم عصبی مرکزی، که نحوه عملکرد مغز را روشن می‌کند، می‌تواند گام مهم بعدی باشد.
وانگ و همکارانش مقاله‌ای در مورد این سیستم با عنوان “تصویربرداری فاز فوق‌العاده سریع و فوق حساس از انتشار جریان‌های بین گره‌ای در آکسون‌های میلین‌دار و پالس‌های الکترومغناطیسی در دی الکتریک ها” در Nature Communications منتشر کرده است.