Microscopie : Au coeur des images grâce au calcul

Olivia Mariani s’intéresse depuis longtemps déjà aux sciences du vivant et la recherche en biologie. Après un master en traitement d’images, travailler sur les images de microscopie s’est avéré être pour elle la suite logique. Elle revient pour nous sur son travail et ses années de recherche à l’Idiap.

Sur quoi as-tu travaillé dans le cadre de ta thèse ?

Le sujet de ma thèse se concentre sur le développement d’images du cœur du poisson zèbre. C’est un modèle animal très utilisé, car il est comme on dit microscopiquement petit, et transparent. De plus on peut l’étudier vivant et son cœur a des caractéristiques très semblables à celui de l’être l’humain. Généralement, quand on utilise un microscope pour l’étudier, on obtient des images par couches. Souvent il y a des déformations qu’on appelle des artefacts. Dans ce cas, il faut un microscope plus rapide, mais aussi plus cher, sinon on peut utiliser un logiciel qui assiste la machine. Cette seconde méthode permet d’obtenir de meilleures images et surtout utilisables pour étudier des processus biologiques fondamentaux comme les anomalies cardiaques ou la régénération tissulaire. Ainsi, dans le cadre de mes recherches, j’ai développé plusieurs méthodes de calcul numérique pour assembler une imagerie du cœur en mouvement et en temps réel. L’objectif étant que les laboratoires qui ont un microscope à scannage lent puissent obtenir de meilleures images sans devoir investir dans un microscope plus rapide. C’est donc plus avantageux et moins coûteux.



As-tu rencontré des difficultés en travaillant sur un tel sujet ?

Évidemment, il y a eu certains défis. L’apprentissage des outils tout d’abord. Avec une reconstruction numérique, on obtient des images de plusieurs capteurs, qui doivent ensuite être correctement assemblées pour avoir une image complète. Pour la reconstruction d’une séquence complète d’un battement cardiaque il faut également utiliser des images acquises sur plusieurs battements. Il faut aussi et surtout se faire l’œil et repérer quand une image est bonne. Il est possible de démontrer que la reconstruction numérique est réussie grâce à une simulation et l’utilisation d’un microscope plus rapide pour comparer les images. Heureusement, il y a un tel microscope à l’Idiap dans le laboratoire de Michael Liebling [ndlr : responsable du groupe Computational bioimaging et superviseur de thèse d’Olivia].

Quel est l’accomplissement dont tu es la plus fière avec cette thèse ?

Je suis très fière d’avoir participé à la création d’un outil qui sort du laboratoire. Au début, il n’existait pas de moyen utilisant ces méthodes de calcul pour effectuer des reconstructions numériques de l’imagerie cardiaque et, aujourd’hui, c’est un logiciel libre disponible sur le site internet de l’Idiap et tous ceux qui voudrait s’en servir le peuvent. Il reste bien entendu des choses à améliorer, comme la taille des données traitées et la précision dans les phases rapides du battement cardiaque, mais il est parfaitement applicable et fonctionne très bien pour un rythme régulier.



Comment définirais-tu tes années à l’Idiap ?

C’était vraiment chouette. Il y a plein de gens compétents et le matériel de pointe est directement disponible. De plus, l’assistance technique est très réactive et efficace. De même, si au quotidien on fréquente surtout les collègues se trouvant dans le même bureau ou le même étage, il y a des activités en extérieurs organisées par l’Idiap qui permettent de rencontrer et d’en apprendre plus sur ceux qu’on n’a pas l’habitude de croiser.


Plus d’informations

- Thèse d’Olivia Mariani – Computational methods for live heart imaging with speed-contrained microscopes
- Site internet d’Olivia Mariani
- Groupe Computational Bioimaging