Thèse soutenue

Optique adaptative en source étendue pour la microscopie à feuille de lumière en neuroimagerie
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Auteur / Autrice : Antoine Hubert
Direction : Alexandra Fragola
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 02/07/2021
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique et d’étude des matériaux (Paris ; 2010-....)
Jury : Président / Présidente : Valentina Emiliani
Examinateurs / Examinatrices : Rémi Galland, Caroline Kulcsár
Rapporteurs / Rapporteuses : Serge Meimon, Emmanuel Beaurepaire

Résumé

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L'utilisation de la microscopie de fluorescence à feuille de lumière (LSFM) pour la neuroimagerie a permis l’imagerie 3d à haute cadence et résolution d'échantillons vivants. Toutefois, la qualité de l’imagerie en profondeur est détériorée par la présence d'aberrations optiques. Ceci combiné aux faibles variations de fluorescences représentatives de l'activité neuronale limite la cartographie tridimensionnelle de réseaux de neurones. L'optique adaptative en LSFM permet un gain significatif de qualité d'image, cependant sa mise en œuvre est actuellement basée sur des méthodes itératives coûteuses en temps ou encore sur des montages complexes nécessitant une étoile-guide virtuelle. Cette thèse rapporte le développement original d'un analyseur de front d'onde de Shack-Hartmann en scène étendue pour un microscope à sectionnement optique sans étoile artificielle. Les performances de cet analyseur sont caractérisées et sa capacité à mesurer précisément les aberrations issues de l’échantillon sur un LSFM développé durant cette thèse est démontrée. L'imagerie en profondeur de structures cellulaires en profondeur dans le cerveau de Drosophila Melanogaster corrigée des aberrations est présentée. L'apport de l'optique adaptative est discuté et les paramètres de la boucle sont évalués. Enfin, l'imagerie fonctionnelle basée sur l'utilisation de marqueurs calciques est réalisée à des profondeurs variées dans le cerveau de la drosophile, un gain significatif en signal est démontré. Cette approche rapide et aux contraintes minimales permettra d'améliorer la qualité d'image et les mesures quantitatives associées notamment dans le cadre de l'analyse de l'activité cérébrale.