Un team di ricerca dell’Istituto di Nanotecnologia del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr-Nanotec) e del Center for Life Nano- & Neuro-Science dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Roma, in collaborazione con l’azienda D-Tails, ha introdotto una rivoluzionaria tecnica di microscopia retinica a super-risoluzione senza scansione.
Questa innovazione sfrutta i movimenti oculari involontari per migliorare l’acuità visiva e rilevare biomarcatori di malattie neurodegenerative. I risultati dello studio sono stati pubblicati nella prestigiosa rivista scientifica npj Imaging.
Una nuova frontiera per la diagnosi neurodegenerativa
L’analisi del fondo oculare è sempre più considerata una finestra privilegiata sul sistema nervoso centrale, offrendo la possibilità di diagnosticare e monitorare precocemente patologie neurodegenerative. Per raggiungere questo obiettivo, è fondamentale disporre di una “fundus camera” avanzata, capace di garantire alta risoluzione, necessaria per identificare dettagli molecolari microscopici. Un’alta specificità, tramite imaging in fluorescenza nonchè un funzionamento scan-less: per ridurre costi e complessità operativa.
La tecnologia S2IM: come funziona
La tecnica sviluppata, denominata Stochastically Structured Illumination Microscopy (S2IM), utilizza i movimenti saccadici dell’occhio, ossia micromovimenti involontari che avvengono durante la fissazione visiva, per generare immagini a super-risoluzione. Questi movimenti casuali forniscono traslazioni naturali dell’immagine, eliminando la necessità di complessi sistemi ottici di scansione.
Secondo il professor Giancarlo Ruocco, coordinatore del Center for Life Nano- & Neuro-Science e co-autore dello studio, le tecniche tradizionali di super-risoluzione richiedono sofisticati allineamenti ottici e personale altamente qualificato. S2IM, invece, rende possibile ottenere immagini di alta qualità in modo più semplice ed economico.
Il processo in dettaglio
Durante l’esame, il paziente fissa un punto fermo mentre i movimenti naturali dell’occhio producono una serie di immagini traslate. Un tracciatore di movimenti oculari registra questi spostamenti con elevata precisione spaziale e temporale. Successivamente, un algoritmo avanzato sviluppato dal team di ricerca elabora le immagini raccolte, combinandole per creare una singola immagine a super-risoluzione.
Marco Leonetti, ricercatore del Cnr-Nanotec e co-autore dello studio, spiega che questa metodologia non solo elimina il motion blur (sfocatura causata dai movimenti oculari), ma consente anche di tracciare in modo più preciso i segnali fluorescenti dei biomarcatori proteici, fondamentali per la diagnosi precoce delle malattie neurodegenerative.
Vantaggi e applicazioni future
L’approccio S2IM promette di rivoluzionare il settore delle fundus camera, rendendole più accessibili, rapide e affidabili. La riduzione della complessità operativa potrebbe favorire la diffusione di questa tecnologia in contesti clinici e di ricerca, abbassando i costi e migliorando la capacità diagnostica.
Oltre all’ambito medico, S2IM potrebbe trovare applicazione in settori come la ricerca sulla materia attiva e le indagini astronomiche, dove l’imaging di oggetti auto-propulsivi o in movimento potrebbe beneficiare della super-risoluzione.
Questo studio rappresenta un passo avanti fondamentale verso strumenti diagnostici più efficaci, contribuendo a una migliore comprensione delle malattie neurodegenerative e potenzialmente a interventi terapeutici più precoci.
