看到我們身體內部到底發生了什麼，對於現代醫學的許多方面都是有用的。但是，如何做到這一點而又不通過肉和骨頭等障礙物切片和切塊來觀察活的完整組織（如我們的大腦）是一件棘手的事情。
圖註：常規顯微鏡（左）與反射矩陣顯微鏡（右）的比較。
厚而不一致的結構（例如骨骼）會不可預測的散射光，從而很難弄清它們背後發生了什麼。而且，您希望看到的越深，散射的光線越會遮擋精細而脆弱的生物結構。
對於那些熱衷於觀察生物組織工作的研究人員，有很多選擇，它們使用聰明的光學技巧將以特定頻率移動的散射光子變成圖像。但是，由於冒著組織損傷的風險或僅在淺深度進行操作，它們都有缺點。
如今，一個科學家團隊已經找到了一種方法，即使雷射穿過厚厚的一層骨頭，也可以從雷射發出的散射紅外光中創建清晰的圖像。
高麗大學的物理學家Seokchan Yoon和Hojun Lee說：「我們的顯微鏡使我們能夠研究無法通過任何其他方式解決的活組織內部的精細內部結構。」
雖然以前稱為三光子顯微鏡的技術已經成功地捕獲了小鼠顱骨下方的神經元圖像，但大多數試圖從有骨套入的動物頭部中獲得清晰圖像的嘗試都需要在顱骨上切開一些開口。
圖像處理前後採用像差校正算法三光子顯微鏡使用更長的波長和特殊的凝膠來幫助看穿骨頭，但是這種方法只能穿透那麼深，並且以可能損壞脆弱的生物分子的方式組合光頻率。
通過將成像技術與以前用於校正地面天文學中的光學畸變的計算自適應光學技術相結合，Yoon和同事們能夠從其完整頭骨的後面創建有史以來第一張高解析度的滑鼠神經網絡圖像。
他們稱其新的成像技術為雷射掃描反射矩陣顯微鏡（LS-RMM）。它基於常規的雷射掃描共聚焦顯微鏡，除了它不僅檢測光在成像深度處的散射外，還獲得光——介質相互作用的完整輸入——輸出響應——其反射矩陣。
當光（在這種情況下，來自雷射）穿過物體時，一些光子會直行，而另一些光子會偏轉。骨骼具有複雜的內部結構，特別擅長散射光。
光必須傳播得越遠，這些彈道光子從圖片中散射的越多。大多數顯微鏡技術依靠那些直射的光波來構建清晰，明亮的圖像。LS-RRM使用特殊的矩陣來充分利用任何異常光線。
在記錄了反射矩陣之後，研究小組使用了自適應光學編程，以找出哪些光粒子定義了哪些模糊。與空間光調製器一起使用，以幫助糾正在如此小的成像比例下發生的其他物理像差，它們還能夠從數據生成滑鼠神經網絡的圖片。
「波前像差的識別是基於目標的固有反射比。」研究小組在論文中解釋說， 「因此，它不需要螢光標記和高激發功率。」
在自然生活環境中可視化生物結構具有揭示其作用和功能的更多潛力，並且可以更輕鬆地發現問題。
Yoon和Lee說：「這將極大地幫助我們進行早期疾病診斷並加快神經科學研究。」
LS-RMM受計算能力的限制，因為它需要大量且費時的計算才能處理來自較小細節區域的複雜像差。但是該團隊建議，他們的像差校正算法也可以應用於其他成像技術，以使它們也能夠解析更深的圖像。
我們迫不及待地想知道這項新技術將揭示隱藏在我們身體內部的東西。
這項研究發表在《自然通訊》上。