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Email:  cleophace.akitegetse.1@ulaval.ca
Position: Chercheur Doctoral – Biophotonique, Université Laval
Academia: MScA, BScA – Génie Électrique, Université du Québec
Codirecteurs: Prof. Daniel Côté, Dr Martin Lévesque

LARGE-SCALE, HIGH-RESOLUTION LIGHT-SHEET MICROSCOPE FOR WHOLE BRAIN CONNECTOMICS

Un des plus grands défis dans la compréhension et le diagnostic des maladies du cerveau est de déchiffrer le connectome du cerveau. En effet, de nombreuses maladies neurologiques ont leurs origines dans une mauvaise connexion ou un mauvais fonctionnement des circuits du cerveau, qui peut être causée par des défauts génétiques, un dérèglement du développement ou à une dégénérescence à un stade ultérieur de la vie. Par exemple, la schizophrénie prendrait son origine au cours du développement, tandis que la maladie de Parkinson est causée par la dégénérescence des neurones dopaminergiques dans la substance noire. Les protocoles et les pratiques normales pour étudier le tissu cérébral est intrinsèquement de faible débit: le cerveau est gelé, immuno-marqué, incubé dans un milieu particulier, tranché, monté et ensuite imagé. L’énorme quantité de travail nécessaire est un obstacle majeur à de nombreuses études. C’est pourquoi l’avènement de la microscopie à feuille de lumière couplé à des stratégies de compensation optiques à grande échelle compatible avec l’immuno-marquage change la donne. Le but du projet est de concevoir un microscope à feuille de lumière 3D grand volume à haute résolution. Une résolution spatiale élevée est le plus souvent incompatible avec une grande profondeur de champ si un faisceau laser gaussien est utilisé pour éclairer l’échantillon, préalablement compensé optiquement (il a été rendu transparent). Nous proposons un microscope à feuille de lumière, qui offre une résolution spatiale élevée sur un grand champ de vision. Pour ce faire, un faisceau de Bessel est généré dans l’échantillon par l’utilisation d’un prisme conique (axicon). Le faisceau est ensuite balayé à une très grande vitesse, créant ainsi une feuille de lumière. Un détecteur sCMOS est positionnée perpendiculairement au plan d’excitation, de telle sorte que le signal de fluorescence émanant de la feuille de lumière est collecté sur la caméra. Cette stratégie permet de dépasser les limites de résolution des systèmes courants, en passant à l’échelle micronique et même sub-micronique. Enfin, ce nouvel outil permettra aux chercheurs de faire des études précédemment impossibles et va considérablement augmenter la valeur des banques de cerveaux pour les pathologistes et les scientifiques. Cela aura un impact direct sur l’évaluation post-mortem de la thérapie et l’optimisation de traitements, la découverte de médicaments et l’identification des régions cibles pour les maladies neuro-dégénératives.