Den mänskliga hjärnans inre arbete har alltid varit föremål för stort intresse. Tyvärr, det är ganska svårt att se hjärnstrukturer eller invecklade vävnader på grund av det faktum att skallen inte är transparent av design. Verkligheten är att ljusspridning är det stora hindret för djup penetration i vävnad.

Dr Vladislav Yakovlev, professor vid Institutionen för biomedicinsk teknik vid Texas A&M University, har utvecklat ett mer effektivt sätt att sprida ljus genom ett ogenomskinligt medium. Förökning av ljus avser det sätt som ljuset rör sig från en punkt till en annan, I detta fall, genom ett medium, såsom mänsklig vävnad.

Den nya metoden innebär att man gör ett minimalt invasivt hål i mediet, som är mindre i diameter än nålar som för närvarande används inom det medicinska området. Processen visar mycket lovande i många användningsområden, inklusive visning av hjärnans struktur genom skallen och avbildning av blod genom hudvävnad.

Tekniken kan till och med utvidgas utanför biomedicinsk teknik för att utveckla ett mer effektivt sätt att se genom dimma under körning. Detta kan uppnås genom att distribuera en laserpuls som kan skickas genom dimma och avdunsta vatten. Detta skulle göra det möjligt för förare att få en säkrare upplevelse under farliga körförhållanden och skulle fungera exakt som metoden som används i biomedicinsk teknik.

Hålen som används för att passera ljuset är några hundra mikrometer djupa och en bredd på 20 till 30 mikron. En mikron är en miljonedel av en meter, och som jämförelse är en enda hårstrå cirka 75 mikron i diameter. Ljuset kopplas sedan in i det ogenomskinliga materialet vilket resulterar i en ökning av storleken på optisk överföring till materialet. Materialet som ljus passerar igenom kallas också spridningsmediet.

Rapporten som dokumenterar Yakovlevs arbete publicerades nyligen i Förfaranden från National Academy of Sciences i USA och definitivt visat att ljus som sprutas in i spridningsmediet kommer att förbli där under en längre tid. Tiden som fotonerna återstod ökades med en faktor 100.

En av utmaningarna för forskare är optisk absorption i vävnader. Dock, eftersom den nya metoden är våglängdsoberoende, våglängden kan specificeras för att utföra mätningar i en specifik del av ljusspektrumet. Detta tillvägagångssätt har potential att ge analytisk information om mediumets eller vävnadens sammansättning och struktur.