Da un paradosso un laser super-preciso per studiare il cervello

La scoperta di un fenomeno paradossale in fisica ha permesso a ricercatori del Massachusetts Institute of Technology di mettere a punto un laser super-preciso : hanno osservato che, nelle giuste condizioni, un fascio caotico di luce laser può auto-organizzarsi spontaneamente in un raggio estremamente ordinato e potente. Questa tecnologia, descritta sulla rivista Nature Methods, potrebbe portare a nuovi metodi per studiare in tempo reale e, soprattutto, 25 volte più velocemente ciò che avviene in tessuti come quello del cervello, aiutando ad esempio a verificare se nuovi farmaci in via di sviluppo per l' Alzheimer o per la Sclerosi Laterale Amiotrofica raggiungono il loro bersaglio.

Quando un raggio laser attraversa una fibra ottica, più si aumentare la potenza del laser più il raggio diventa disordinato, a causa delle imperfezioni della fibra. I ricercatori coordinati da Sixian You hanno cercato di spingere l' esperimento al limite , per capire quanta potenza potesse sopportare la fibra ottica prima di distruggersi, ma hanno invece osservato un fenomeno inaspettato : poco prima di arrivare al punto di bruciare la fibra, la luce del laser si è comportata in modo opposto rispetto alle aspettative, collassando in un unico raggio nitido e preciso come un ago.

Per replicare il fenomeno, gli autori dello studio hanno capito che ci sono due condizioni da soddisfare: innanzitutto, il laser deve entrare nella fibra ottica con un angolo perfetto di zero gradi e, in secondo luogo, bisogna continuare ad aumentare la potenza fino a quando la luce non inizia a interagire con il vetro della fibra stessa . A quel punto, viene raggiunto uno stato di equilibrio che permette al raggio di auto-organizzarsi .

I ricercatori hanno dimostrato l'utilizzo della loro tecnologia catturando immagini 3D della barriera ematoencefalica , quella che protegge il cervello da molecole, batteri e virus potenzialmente pericolosi: le immagini così ottenute erano di qualità superiore rispetto a quelle realizzate con altri metodi e sono state prodotte 25 volte più velocemente.