Astronomi su odavno smislili način na koji će teleskopima snimljene slike dalekih galaksija učiniti jasnijima i oštrijima. Oni se pritom služe tehnikama koje mjere koliko je svjetlost iskrivljena atmosferom i korekciama poništavaju aberacije. Istraživači koji se služe mikroskopima ove su metode prilagodili kako bi generirali jasnije slike bioloških uzoraka koji također savijaju svjetlost i stvaraju izobličenja. No te su tehnike adaptivne optike složene, skupe i spore, a time i nedostupne mnogim laboratorijima.

Fazna raznolikost

Želeći adaptivnu optiku učiniti dostupnijom, istraživači Shroff Laba u sklopu istraživačkog kampusa Janelia u Virginiji pozabavili su se mogućnostima fazne raznolikosti, tehnikom koja se naveliko koristi u astronomiji, ali je nova u znanostima o životu. Prilagodili su astronomski algoritam i potom izradili mikroskop s deformabilnim zrcalom čija se reflektirajuća površina može mijenjati, ugradili su mu i dvije dodatne leće te poboljšali softver koji se koristi za korekciju fazne raznolikosti.

Na taj su način, opisan u časopisu Optica, kalibraciju mikroskopa ubrzali za čak 100 puta i pokazali kako nova metoda može osjetiti i ispraviti nasumično generirane aberacije. Ovu metodu sad žele testirati na uzorcima živih stanica i tkiva, proširiti njenu upotrebu na složenije mikroskope i adaptivnu optiku učiniti dostupnom većem broju laboratorija.

Virtualna mušica

No, ovo je tek najnoviji u nizu projekata istraživačkog centra kojem je cilj pomoći u rješavanju nekih najdubljih misterija biologije.

Tamošnji su istraživači uz pomoć kolega iz Google DeepMinda ugradili umjetnu inteligenciju u virtualnu vinsku mušicu. Ova kompjuterizirana buba može hodati i letjeti kao prava pa čak i koristiti svoje oči za kontrolu i upravljanje letom.

Vizualni sustav

Janelijini istraživači su uz pomoć mikroskopa izradili i sveobuhvatan dijagram ožičenja vizualnog sustava vinske mušice. Njihov konektom optičkog režnja nudi mapu više od 50.000 neurona koji tvore vizualni sustav vinske mušice i znanstvenicima pruža dosad najpotpuniju sliku jednog od najintrigantnijih i najvažnijih dijelova živčanog sustava.

Uvidi prikupljeni iz vizualnog sustava mušice proširit će, kažu, naše znanje o osnovnim principima funkcioniranja vida i pomoći znanstvenicima da razumiju složenije vizualne sustave, poput ljudskih.

Agresivne ženke

Mikroskop je istraživačima pomogao i da prouče ponašanje voćnih mušica i tako pokušaju shvatiti zašto ostajemo ljuti. Otkrili su vrste stanica koje pridonose trajnom agresivnom stanju kod ženki mušica i pokazali da neke stanice povezane s agresijom mogu uzrokovati da ostanu ljute do 10 minuta, o čemu su i izvijestili u časopisu eLife.  

Razumijevanje trajnih unutarnjih stanja poput agresije moglo bi nam pomoći da shvatimo kako mozak donosi odluke i proučimo pojedinačne sklopove uključene u te izbore. Otkrivanje temeljnih mehanizama koji stoje iza agresije također bi moglo pomoći znanstvenicima da bolje razumiju agresivno ponašanje kod ljudi, uključujući ona koja prate neurodegenerativne ili psihijatrijske bolesti.