Images en 3D de fourmis en mouvement, capturées par le nouveau microscope gigapixel MCAM
Des scientifiques de l’université Duke ont mis au point une nouvelle caméra incroyablement puissante qui combine des dizaines d’objectifs pour capturer des images et des vidéos à des résolutions de milliers de mégapixels, en trois dimensions.
L’instrument, baptisé Multi Camera Array Microscope (MCAM), est composé de 54 lentilles différentes qui capturent un sujet sous des angles légèrement différents. Les images résultantes sont ensuite assemblées pour créer une image géante d’une résolution de l’ordre du gigapixel, soit 50 à 100 fois plus de détails que l’appareil photo d’un smartphone moyen, ou 10 fois plus que les modèles haut de gamme. De plus, grâce aux nombreuses perspectives qui se chevauchent, elle fournit également une vue en 3D des sujets, ce qui peut révéler de nouvelles informations jusqu’alors invisibles.
Le MCAM ne se contente pas de capturer des images fixes : l’appareil a pu enregistrer des vidéos en 3D sur une surface de 135 cm2, à une cadence de 230 images par seconde. Les images totalisent plus de 5 gigapixels par seconde, ce qui signifie que la caméra génère des téraoctets de données en quelques minutes. C’est pourquoi l’équipe a mis au point des algorithmes assistés par l’apprentissage automatique pour traiter efficacement les données.
Plusieurs équipes de chercheurs ont mis le système à l’œuvre, en observant des groupes d’organismes différents, comme les fourmis, se déplacer librement dans les enceintes des laboratoires. Un groupe a observé les activités de toilettage des mouches des fruits dans les moindres détails, jusqu’au niveau cellulaire. Un autre a observé le développement du poisson zèbre, de la larve à l’adulte, et un autre encore a observé la réaction de ces poissons à des médicaments neuroactifs.
« Lorsque nos collègues qui étudient le poisson zèbre l’ont utilisé pour la première fois, ils ont été stupéfaits », a déclaré Roarke Horstmeyer, auteur principal de l’étude. « Il a immédiatement révélé de nouveaux comportements impliquant la hauteur et la profondeur qu’ils n’avaient jamais vus auparavant.
Selon l’équipe, cette technique pourrait être utilisée pour observer de grands groupes de sujets, tels que des cultures cellulaires, et détecter des changements bien avant que d’autres instruments ne les détectent. Parmi les autres utilisations possibles, on peut citer la prise d’empreintes digitales d’œuvres d’art ou d’objets de collection afin de détecter les contrefaçons.
