Una taquígrafa está tomando nota de una reunión, pero a mitad de la conversación se le acaba el papel. Se pierde algunas réplicas y luego continúa desde donde se quedó. Más tarde necesita reconstruir el texto completo sin reescribir toda la conversación. Así funciona el nuevo método URA-SIM para la microscopía de iluminación estructurada (SIM).
Antes, si había menos fotogramas, la reconstrucción se volvía inestable, y reemplazar todo el flujo de procesamiento era arriesgado. URA-SIM actúa como un traductor experimentado: no vuelve a traducir la conversación, sino que solo rellena los huecos en la transcripción. El método estima los fotogramas de fase faltantes basándose en un modelo de armónicos de baja dimensión, esas mismas oscilaciones de brillo que genera la luz estriada. Luego pasa el conjunto completo de fotogramas al flujo de reconstrucción ya probado.
En el objetivo de calibración Argolight y en muestras biológicas (microtúbulos, mitocondrias), las reconstrucciones a partir de 5 a 8 fotogramas mantienen una resolución de 120 nanómetros y no muestran artefactos. Para los microtúbulos, la calidad de imagen aumenta de 27,05 decibelios con 5 fotogramas a 33,00 decibelios con 8 fotogramas. En células vivas COS7 con mitocondrias marcadas con Pkmito Orange, URA-SIM con 5 a 8 fotogramas supera a los métodos bayesiano y frecuencial en similitud visual con la reconstrucción de fotogramas completos.
En experimentos con 5 fotogramas fijos por imagen súper nítida, el método resuelve las crestas mitocondriales a intervalos de 20 segundos, 1 segundo y en una serie de 1461 fotogramas. La transferencia a 3D-SIM con 11 a 14 fotogramas de 15 logra una calidad de hasta 49,07 decibelios; en SIM no lineal con 15 a 24 fotogramas de 25, la similitud aumenta de 0,9054 a 0,9954.
La taquígrafa, después de completar las réplicas perdidas, entrega el acta completa. Así, URA-SIM devuelve el conjunto completo de fotogramas, que luego se procesa con algoritmos clásicos. Esto permite conservar la calibración, el procesamiento de la función de transferencia óptica y otros avances de la SIM clásica. Hoy mismo, el método se puede aplicar para la captura acelerada de células vivas con menor fototoxicidad, especialmente para observar la dinámica de las mitocondrias.
En la 2D-SIM estándar, para una sola imagen de superresolución se necesitan 9 imágenes crudas, pero URA-SIM se las arregla con solo cinco: un ahorro de casi la mitad.