Группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) совершила прорыв в оптической физике, который может в корне изменить подходы к изучению человеческого мозга. Они обнаружили, что при определенных условиях лазерный свет, который обычно выглядит рассеянным и хаотичным, может самопроизвольно собираться в узкий, идеально сфокусированный луч, который исследователи назвали «карандашным».

Открытие началось с неожиданного наблюдения во время тестирования оптического волокна, способного выдерживать высокую мощность. Когда мощность лазера приблизилась к критическому для волокна пределу, свет внезапно собрался в единый резкий луч. Дальнейшие исследования показали, что для стабильного воспроизведения этого эффекта необходимы два условия: лазер должен входить в волокно строго под нулевым углом, а мощность должна быть достаточно высокой, чтобы свет начал взаимодействовать со стеклом волокна.

Практическое применение этой технологии впечатляет. С помощью нового метода ученые получили 3D-изображения гематоэнцефалического барьера — структуры, которая защищает мозг от вредных веществ, но одновременно препятствует проникновению многих лекарств. Скорость сканирования оказалась примерно в 25 раз выше, чем при использовании традиционных методов, при сопоставимом качестве изображений. Это открывает новые перспективы для разработки лекарств от болезни Альцгеймера, бокового амиотрофического склероза и других тяжелых неврологических заболеваний. Теперь ученые могут в реальном времени наблюдать, как отдельные клетки мозга поглощают препараты, и оперативно корректировать состав лекарств.