Scienziati dell’Università della California a Davis hanno presentato un dispositivo che potrebbe cambiare radicalmente il modo in cui osserviamo il cervello: si chiama DeepInMiniscope ed è un microscopio in miniatura capace di catturare in tempo reale l’attività neuronale in 3D. A differenza dei sistemi di imaging tradizionali, spesso ingombranti e invasivi, questa nuova tecnologia sfrutta un approccio “lensless”, cioè senza lenti convenzionali, per ottenere immagini ad altissima risoluzione.
Il progetto si basa su un sottile mascherino ricoperto da oltre cento micro-lenti. Ognuna di esse raccoglie una prospettiva diversa dello stesso oggetto e, grazie a un algoritmo di ricostruzione basato su reti neurali, queste informazioni vengono integrate in un’unica immagine tridimensionale. In pratica, la luce dispersa nei tessuti non rappresenta più un ostacolo: il sistema riesce a “vedere attraverso” il materiale biologico, restituendo dettagli che prima richiedevano procedure più invasive.
Weijian Yang, professore di ingegneria elettrica e informatica, è il responsabile del progetto. Insieme al suo team ha creato un algoritmo che unisce i principi dell’ottimizzazione iterativa con le reti neurali convenzionali. Il risultato è una rete “srotolata”, composta da più stadi, ciascuno simile a un mini-modello che simula un passaggio di ottimizzazione. In questo modo, il dispositivo riesce a elaborare i dati di tutte le micro-lenti in tempo reale, producendo immagini nitide e coerenti senza richiedere enormi quantità di dati di addestramento.
Durante i test, DeepInMiniscope è stato in grado di registrare l’attività cerebrale nei topi mentre erano in movimento, offrendo una finestra diretta sulla relazione tra neuroni e comportamento. Feng Tian, primo autore dello studio, ha sottolineato che il sistema richiede pochissimi dati per addestrarsi, mantenendo però efficienza e precisione anche su dataset di grandi dimensioni. Questo significa che la tecnologia può scalare facilmente e adattarsi a contesti più complessi.
Il passo successivo sarà miniaturizzare ulteriormente il dispositivo, riducendolo a una superficie di appena 2 centimetri quadrati, “grande quanto un cappellino per topo”, e renderlo senza fili. Un’evoluzione che permetterà di osservare l’attività cerebrale in animali liberi di muoversi, aprendo nuove possibilità per la ricerca in neuroscienze.
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