Ученые впервые рассмотрели внутреннее строение улитки уха

Международная команда исследователей использовала терагерцовую визуализацию, чтобы получить изображение внутренних структур улитки уха мыши с микронным разрешением.

Этот неинвазивный метод может открыть новые возможности в диагностике нарушений слуха и других заболеваний уха. Работа опубликована в журнале Optica.

Терагерцовое излучение, находящееся между микроволнами и инфракрасным диапазоном, идеально подходит для биологической визуализации. Оно обладает низкой энергией, безопасно для тканей, меньше рассеивается, чем видимый свет, и способно проникать через кости, реагируя на изменения в структуре клеток.

Ученые разработали методику 3D терагерцовой визуализации, позволяющую получать детализированные изображения и строить точные трехмерные реконструкции.

Ключевой инновацией стало использование нелинейного оптического кристалла для генерации терагерцового излучения из инфракрасного света с длиной волны 1560 нм. Это позволило создать точечный источник терагерцового излучения диаметром всего 20 микрон, что существенно улучшило детализацию изображений.

Для проверки метода исследователи использовали два образца извлеченной и высушенной улитки уха мыши: один с пустой внутренней полостью, другой с заполненной металлом, отражающим терагерцовые волны. Они увидели четкие различия, подтвердив, что излучение действительно проникает внутрь улитки.

Далее команда применила алгоритмы машинного обучения для анализа 2D изображений и успешно реконструировала трехмерную структуру улитки, включая спиральный улитковый проток.

Следующим шагом ученые планируют адаптировать метод для исследования улитки уха в живых организмах. Для этого необходимо уменьшить размер системы, чтобы она могла быть введена через слуховой проход. Также ведется работа над усилением мощности терагерцового источника для проникновения в более глубокие структуры.