Eléments méthodologiques pour l’image et le signal multi-dimensionnel

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Estimation et traitement en imagerie pour la biologie

Le développement de nouvelles techniques d’imageries microscopiques pour la biologie amène de nouveaux besoins en termes de traitement, d’analyse et de caractérisation des précisions.

Travaux récents :

• Analyse des méthodes d’estimation des paramètres d’orientation moléculaires en imagerie par génération de seconde harmonique résolue en polarisation, en collaboration avec l’équipe MOSAIC :
o Détermination des précisions d’estimation de ces paramètres d’orientation, à l’aide de la Borne de Cramer Rao [1,5]
o Caractérisation d’un nouvel algorithme d’estimation non itératif [1] dans le cas d’une répartition à symétrie cylindrique des diffuseurs.
o Caractérisation et comparaison de différentes stratégies d’acquisitions [2].
o Développement d’une technique de détection a posteriori des mesures aberrantes [6], dans le cadre du projet Codim du défi Imag’In 2015 (Mission pour l’Interdisciplinarité du CNRS).
Voir : Polarized Microscopy.

• Localisation et suivi de particules uniques :
(En collaboration avec l’équipe MOSAIC et le Centre d’Immunologie de Marseille Luminy (CIML) et dans le cadre du projet ANR NanoDigicode et de l’AMIDEX LightInBio)
o Localisation de particules uniques résolues en polarisation [7,8].
o Suivi automatique de cellules pour l’analyse de la réponse au calcium des cellules T [9] (dépôt d’une licence logicielle [10]).

Références récentes :

[1] Ph. Réfrégier, M. Roche and S. Brasselet, Precision analysis in polarization-resolved second harmonic generation microscopy, Optics Letters, Vol. 36 (11), pp. 2149-2151, 2011

[2] Ph. Réfrégier, M. Roche, J. Duboisset and S. Brasselet, Precision increase with two orthogonal analyzers in polarization-resolved second-harmonic generation microscopy, Optics Letters, Vol. 37 (20), pp. 4173-4175, 2012

[3] J. Duboisset, D. Aït-Belkacem, M. Roche, H. Rigneault and S. Brasselet, Generic model of the molecular orientational distribution probed by polarization-resolved second-harmonic generation, Phys. Rev. A 85, 043829, 2012

[4] Microscopic structural study of collagen aging in isolated fibrils using polarized second harmonic generation,
D. Aït-Belkacem, M. Guilbert, M. Roche, J. Duboisset, P. Ferrand, G. Sockalingum, P. Jeannesson and S. Brasselet, J. Biomed. Opt. 17(8), 080506, 2012

[5] V. Wasik, Ph. Réfrégier, M. Roche and S. Brasselet, Precision of polarization-resolved second harmonic generation microscopy limited by photon noise for samples with cylindrical symmetry, Journal of the Optical Society of America A, Vol. 32 (8), pp.1437-1445, 2015

[6] V. Wasik, F. Galland, S. Brasselet, H. Rigneault, and Ph. Réfrégier, Detection of imprecise estimations for polarization-resolved second-harmonic generation microscopy, Journal of the Optical Society of America A, Vol. 33 (7), pp. 1353-1362, 2016

[7] Shaban, H.A. and Valades-Cruz, CA. and Savatier, J. and Monneret, S. and Rigneault, H. and Bertaux, N. and Brasselet, S., Polarized Resolved Single-Molecule Localization-Based Super-Resolution Fluorescence Microscopy Reveals Orientation Order in Bio-Molecular Assemblies, BIOPHYSICAL JOURNAL, Vol. 106(2), pp.203A-204A, 2014

[8] Cruz, C. and Shaban, H.A. and Kress, A. and Bertaux, N. and Monneret, S. and Mavrakis, M. and Savatier, J. and Brasselet, S., Quantitative nanoscale imaging of orientational order in biological filaments by polarized superresolution microscopy, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA (PNAS), Vol. 113(7), pp.E820-E828, 2016

[9] Salles, A. and Billaudeau, C. and Sergé, A. and Bernard, A-M. and Phélipot, M-C. and Bertaux, N. and Fallet, M. and renot, P. and Marguet, D. and He, H-T. and Hamon, Y., Barcoding T cell calcium response diversity with Methods for Automated and Accurate Analysis of Cell Signals (MAAACS), PLOS Computational Biology, Vol. 9, pp.e1003245, 2013

[10] Licence logiciel MAAASC [9] n°DA14290/HAMON/AF,
IDDN.FR.001.420018.000.S.C.2014.000.31230