La microscopie holographique donne un aperçu de la vie du microplancton


En utilisant des hologrammes créés dans des microscopes numériques et interprétés à l’aide de l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs peuvent désormais pour la première fois suivre la vie du microplancton au niveau individuel. La méthode est le résultat d’un projet de recherche interdisciplinaire à l’Université de Göteborg.

Le plancton est l’un des organismes les plus importants sur Terre. Plus de la moitié de tout l’oxygène mondial est produit par le phytoplancton dans les océans. Pourtant, les connaissances sur ces formes de vie sont limitées, principalement en raison de leur taille.

« Jusqu’à présent, je devais étudier le microplancton au niveau du groupe, mais grâce à ce nouveau microscope holographique basé sur l’IA, je peux voir comment les microplanctons individuels se déplacent, mangent, grandissent et se reproduisent », explique Erik Selander, biologiste marin à l’Université de Göteborg.

La seule façon d’étudier le microplancton au niveau individuel

Erik Selander a entendu Giovanni Volpe, professeur de physique à l’Université, parler lors d’une conférence en 2019 de la nouvelle technique où la lumière réfractée à travers une particule crée un hologramme qui peut être étudié à la place de la particule. Grâce à l’IA, les hologrammes peuvent être analysés à des vitesses beaucoup plus élevées, fournissant des détails plus nombreux et plus fins. Selander et Volpe ont alors lancé un projet interdisciplinaire ciblant le microplancton.

« Nous avons une bonne compréhension de qui mange qui, et où ils vont dans le cas d’organismes plus grands tels que les animaux et les oiseaux que nous voyons tous les jours. La méthode que nous avons développée est la seule qui fonctionne pour étudier les organismes microscopiques au niveau individuel. niveau », déclare Giovanni Volpe.

L’IA rend la méthode beaucoup plus rapide

La méthode utilise la lumière LED pour analyser le microplancton dans des microscopes holographiques, ce qui garantit que les organismes ne sont pas affectés pendant le processus. Cette découverte a été rapportée dans un article de la revue eVie.

« Les cellules de microplancton que nous examinons ne mesurent que quelques centièmes de millimètre. Mais elles sont si nombreuses qu’elles affectent l’ensemble du cycle du carbone de l’océan. Au total, le microplancton unicellulaire absorbe environ trois fois plus de carbone que nous, les humains. émis par les combustibles fossiles. Nous sommes désormais en mesure d’obtenir une compréhension détaillée de ces processus au niveau individuel », déclare Erik Selander.

La méthode d’enregistrement de l’interaction lumière-matière à travers des caméras numériques à l’aide d’un microscope holographique a été bien étudiée dans le passé. Mais grâce à la technologie numérique et à la récente révolution de l’IA, cette méthode est devenue beaucoup plus utile et l’analyse est plus facile et beaucoup plus rapide.

« En combinant la microscopie holographique avec l’IA, nous pouvons désormais surveiller simultanément ce qui se passe avec une grande collection de cellules de microplancton à un seul niveau cellulaire, ce qui était un défi auparavant. Bien que la technique soit démontrée avec des micro-organismes marins, elle est assez universelle dans approche et peut être appliquée à n’importe quelle forme de vie microscopique. Et en enfermant les cellules dans des puits de verre miniatures, nous pouvons suivre la dynamique de croissance et les comportements de nage des cellules, tout au long de leur cycle de vie, de quelques heures à quelques jours », explique Harshith Bachimanchi, doctorant en physique à l’Université de Göteborg.

La microscopie holographique offre également une méthode rapide et peu coûteuse pour compter, peser et dimensionner les cellules ou d’autres particules dans une solution.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université de Göteborg. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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