Prędkość, z jaką pracuje nasz mózg, jest bardzo wysoka, dzięki impulsom przechodzącym przez układ nerwowy, których źródła są zlokalizowane w każdej komórce naszego ciała. To dzięki komórkom nerwowym możliwe jest korzystanie ze zmysłów czy mięśni. Naukowcy z Caltech zapragnęli stworzyć kamerę umożliwiającą zarejestrowanie przepływu impulsów w komórkach nerwowych.
Ultraszybka kamera z Caltech
Jak szybki jest przepływ impulsów w naszym organizmie? Prędkość przewodzenia impulsów w układzie nerwowym może przekraczać nawet 400 km/h! W jaki więc sposób zarejestrować tak dużą prędkość impulsów?
Naukowcy z Caltech, we współpracy z firmą Wang, postanowili rozwikłać zagadkę, opracowując ultraszybką kamerę, która nie tylko posłuży do rejestracji impulsów w komórkach nerwowych, ale również może pokazać impulsy elektromagnetyczne w elektronice. To wszystko jest możliwe dzięki wykorzystaniu ultraszybkiej technologii kompresji fotografii o nazwie Diff-CUP firmy Wang.
Firma Wang opracowała kilka systemów CUP, które pozwoliły na zarejestrowanie obrazów tworzonych przez impulsy laserowe. Te z kolei mogą osiągać prędkość równą prędkości światła, co pozwala na wytworzenie 70 bilionów klatek w ciągu jednej sekundy!
Jak działa ta ultraszybka kamera?
Technologia, pozwalająca na realizację nagrań, stosuje interferometr, będący miernikiem wykorzystującym zjawisko interferencji, czyli inaczej nakładania się fal, dzięki czemu dochodzi do powstawania wzmacniania drgań oraz wygaszania ich. Łącząc w jedną całość kamerę z systemem CUP oraz interferometr możliwe jest obrazowanie powstających impulsów.
Dzięki interferometrowi dochodzi do podziału wiązki światła laserowego, co pozwala na przepuszczenie najpierw jednej części wiązki, a następnie obu po ich połączeniu. Efekt można zobaczyć poniżej:
Wang, który nieustannie pracuje nad nowym odkryciem zapewnia, że zaobserwowanie przepływu impulsów pozwoli nam w przyszłości zrozumieć działanie całego ludzkiego układu nerwowego i mózgu. Zespół badawczy Wanga wykonał także zdjęcia przepływu impulsów elektromagnetycznych.
