Des ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego ont mis au point une méthode de microscopie révolutionnaire alimentée par l'intelligence artificielle, permettant d'observer le fonctionnement interne des cellules vivantes en temps réel avec une netteté exceptionnelle. Publiée dans Nature Communications, cette avancée transforme une méthode de capture autrefois lente et gourmande en calculs en un processus instantané produisant des images de haute qualité sans altérer la réalité des structures observées. La technique s'appuie sur la microscopie à illumination structurée (SIM), une méthode largement utilisée pour améliorer les détails des images en projetant des motifs lumineux sur l'échantillon. Bien que la SIM soit idéale pour l'étude des cellules vivantes grâce à sa rapidité et à son faible impact de la lumière, elle présente des limites majeures. Certains systèmes nécessitent un étalonnage précis des motifs lumineux, rendu difficile par les moindres erreurs, tandis que les versions plus simples utilisant des motifs aléatoires souffrent de temps de traitement longs, prenant des secondes voire des minutes par image. Pour surmonter ces obstacles, une équipe dirigée par le professeur Zhaowei Liu, de l'École Jacobs d'ingénierie, a développé une version améliorée appelée unrolled blind-SIM (UBSIM). En intégrant l'intelligence artificielle au processus de reconstruction d'image, ce nouvel algorithme produit des images de haute qualité des centaines, voire des milliers de fois plus rapidement que les méthodes précédentes. Contrairement à de nombreuses approches purement basées sur les réseaux de neurones qui peuvent générer des « hallucinations » ou des structures fictives dans les données, l'UBSIM s'enracine dans la physique de la formation des images. Cette intégration garantit l'absence d'artefacts trompeurs et offre aux chercheurs une confiance absolue quant à la réalité des structures cellulaires observées. Zachary Burns, doctorant et premier auteur de l'étude, a souligné que la suppression de ces erreurs est cruciale pour la recherche scientifique. Les tests effectués sur des cellules vivantes ont démontré la capacité de l'UBSIM à générer des vidéos en haute résolution jusqu'à 50 images par seconde, révélant des modifications rapides de structures cellulaires comme le réticulum endoplasmique. Selon le professeur Liu, cette innovation rend la microscopie à super-résolution aussi simple et accessible qu'un microscope optique traditionnel. La capacité à reconstruire et afficher des images en temps réel sans supervision significative améliore considérablement l'expérience utilisateur et l'efficacité des découvertes scientifiques. En rendant la microscopie de pointe plus pratique pour la recherche quotidienne, l'UBSIM ouvre la voie à une observation dynamique et précise des processus biologiques fondamentaux sans les contraintes technologiques passées.