Câmera mais rápida do mundo

Segundo artigo publicado na revista científica Nature, o aparelho captura imagens em menos de meio bilionésimo de segundo, uma velocidade seis vezes maior do que as câmeras mais modernas vendidas no mercado.

A técnica apelidada de Serial Time-Encoded Amplified Microscopy - ou Steam - funciona através de pulsos de laser.

Câmeras digitais normais usam uma técnica chamada Dispositivo de Carga Acoplada (CCD, em inglês) para formar uma imagem. Os CCDs contêm chips semicondutores que produzem elétrons quando em contato com a luz. Estes elétrons são analisados pelos chips e seus sinais são amplificados eletronicamente e transformados em imagem digital.

Este processo é relativamente lento. Uma câmera digital convencional consegue captar 30 imagens por segundo. As melhores câmeras capturam cerca de um milhão de imagens por segundo. Mais do que isso, e a falta de luz ou excesso de ruído eletrônico fazem com que as imagens fiquem fora de foco e opacas.

Arco-íris
A técnica Steam, desenvolvida por físicos que trabalham na Universidade da Califórnia, forma uma espécie de "arco-íris bidimensional" de cores.

Este arco-íris bidimensional é projetado, via um pulso de laser, no objeto que é fotografado. Cada parte do arco-íris ilumina o objeto de forma diferente, dependendo dos tons de claro e escuro do objeto.

O arco-íris bidimensional bate no objeto e é refletido, sendo recapturado pela câmera. Ao retornar à câmera, as diferenças em cada parte do reflexo do arco-íris são analisadas pela câmera e transformadas em uma imagem.

A câmera com o sistema Steam é mais rápida do que a CCD porque o processo eletrônico é muito mais simples, afirma Keisuke Goda, um dos cientistas que assina o artigo publicado na Nature.

Uma câmera convencional precisa formar imagens a partir de milhões de pixels, enquanto a que usa o sistema Steam precisa processar as informações contidas em apenas um arco-íris bidimensional.

Câncer
Segundo os cientistas, a técnica Steam poderia, em tese, ser usada na observação de células ou até na detecção de doenças, como câncer.

No caso de tumores, células cancerígenas são muito difíceis de serem detectadas nos estágios iniciais da doença, porque elas aparecem em número muito reduzido na corrente sanguínea.

Atualmente, médicos procuram tumores em pequenas amostragens de sangue, mas o índice de erro é muito alto.

"As chances de que uma destas células (cancerígenas) apareça em uma amostra de sangue observada em um microscópio são quase inexistentes", diz Gode.

Como a câmera com o sistema Steam é muito rápida, ela poderia analisar individualmente as células da corrente sanguínea de um paciente.

Para que a câmera possa ser usada nestes casos, os cientistas ainda precisam aumentar a resolução das imagens. Atualmente a resolução da imagem equivale a 2,5 mil pixels. Os cientistas querem elevar a resolução para 100 mil.

A equipe também está tentando formar imagens tridimensionais com o sistema.

"Nosso próximo passo é melhorar a resolução espacial para que possamos fazer imagens claríssimas da estrutura interna de células", disse o cientista Bahram Jalali, envolvido no projeto.

"Ainda não chegamos lá, mas se conseguirmos isso, não haverá limites para as aplicações (desta técnica) na biologia."