Projektbeschreibung
Wechselwirkende Photonen ermöglichen die Abbildung von tieferen Geweben ohne Sicherheitseinbußen
Bahnbrechende Fortschritte in Medizin und Biologie hängen oft von der Beobachtung der mikroskopischen Welt mit hoher Auflösung ab, ohne die Integrität der Proben zu beeinträchtigen. Die Multiphotonen-Fluoreszenzmikroskopie ist eine weit verbreitete Technik, die eine 3D-Abbildung durch optische Schnitte ermöglicht, ohne die Probe physisch zu zerschneiden. Im ERC-finanzierten Projekt QuNIm werden die einzigartigen Eigenschaften der Quantenverschränkung genutzt, um die unzureichende Eindringtiefe und das geringe Signal-Rausch-Verhältnis der Multiphotonen-Fluoreszenzmikroskopie zu überwinden. Die Forschenden werden quantenkorrelierte Photonen verwenden, die effizienter absorbiert werden als ihre klassischen Gegenstücke, wodurch die Abbildung von tieferen Geweben möglich ist, ohne dass hohe Laserintensitäten erforderlich sind, und mögliche Gewebeschäden verringert werden. Die Projektergebnisse könnten einen erheblichen Einfluss auf die Neurowissenschaften haben, da sie noch nie dagewesene Untersuchungen subkortikaler Hirnregionen ermöglichen, die für das Verständnis von Lernen, Gedächtnis und neurodegenerativen Erkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit von grundlegender Bedeutung sind.
Ziel
Many pioneering advances in medicine and biology require observation of the microscopic world with high resolution and without damaging the specimen. One of the most widespread techniques is multiphoton fluorescence microscopy, which allows full 3D imaging via optical sectioning, i.e. imaging of planes within the sample without the need for physical slicing. This technique has a major limitation, however: the penetration depth and the signal-to-noise ratio are not sufficient for imaging deep within tissue, preventing functional imaging of, e.g. neuronal or cardiac activity beyond superficial layers.
QuNIm aims to transform the field of nonlinear imaging and microscopy by exploiting the unique properties of entanglement, a quantum mechanical superposition of two or more photons that behave like single particles. Two quantum-correlated photons are absorbed in a nonlinear process as a single particle, an event 10 billion times more probable than the absorption of two classical photons. QuNIm will apply, for the first time, the innovative concepts of spatiotemporal and multimode entanglement, super-Poissonian fluctuations, and macroscopic quantum beams to deliver a ground-breaking imaging technique. It will maintain the strengths of standard nonlinear imaging (e.g. multiphoton microscopy, boasting high resolution, 3D imaging and molecular specificity using fluorophores/photoproteins) while increasing its penetration depth and removing the drawbacks (complex ultrashort pulsed lasers, lengthy scanning procedures, and phototoxicity).
QuNIm will further extend the limit of deep-tissue imaging while at the same time enhancing the contrast and reducing the laser intensity (mitigating tissue damage), delivering a transformative impact in different fields. For example, in neuroscience, this will allow imaging of, e.g. sub-cortical brain regions fundamental for important studies into learning, memory and degenerative neural conditions such as Alzheimer's disease.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
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- Naturwissenschaften Biowissenschaften Neurobiologie
- Medizin- und Gesundheitswissenschaften Grundlagenmedizin Neurologie Demenz Alzheimer
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Mikroskopie
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Optik Laserphysik
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften theoretische Physik Teilchenphysik Photonen
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Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
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Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2023-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
21100 Varese
Italien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.