Description du projet
L’interaction des photons permet une imagerie tissulaire plus profonde sans compromettre la sécurité
Les avancées pionnières en médecine et en biologie dépendent de la capacité d’observer le monde microscopique avec une haute résolution sans compromettre l’intégrité de l’échantillon. La microscopie à fluorescence multiphotonique est une technique amplement utilisée à cette fin, qui propose une imagerie 3D par sectionnement optique sans trancher physiquement l’échantillon. S’appuyant sur les propriétés uniques de l’enchevêtrement quantique, le projet QuNIm, financé par le CER, entend remédier à l’insuffisance de la profondeur de pénétration et au faible rapport signal/bruit de la microscopie à fluorescence multiphotonique. Les chercheurs feront appel à des photons à corrélation quantique, qui sont absorbés plus efficacement que leurs homologues classiques, ce qui fournira une imagerie plus profonde des tissus sans nécessiter des intensités laser élevées tout en réduisant les dommages potentiels aux tissus. Les résultats du projet pourraient avoir un impact considérable sur les neurosciences, facilitant des études inédites des régions sous-corticales du cerveau, fondamentales pour comprendre l’apprentissage, la mémoire et les maladies neurodégénératives telles que la maladie d’Alzheimer.
Objectif
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.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Mots‑clés
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-COG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
21100 Varese
Italie