Une bille de verre dans un verre d'eau est presque invisible, mais si on la regarde à travers une nappe à carreaux, les lignes derrière elle se déforment. Les cellules transparentes se comportent de la même manière : la lumière les traverse, mais elle est légèrement ralentie et change de direction. Un microscope ordinaire ne peut pas détecter ce changement — il faut des colorants, qui tuent souvent la cellule vivante.

Des ingénieurs ont fabriqué une lame plus fine qu'un cheveu humain et l'ont recouverte d'un motif de minuscules piliers. Lorsque la lumière traverse la cellule puis cette lame, les piliers agissent comme des millions de micro-lentilles : ils dévient les rayons exactement dans la mesure où la cellule les a ralentis. Un simple déclenchement de l'obturateur — et l'on obtient deux images montrant comment la lumière s'est courbée de haut en bas et de gauche à droite. À partir de ces deux images, un ordinateur reconstitue une carte précise : où la cellule est plus épaisse, où elle est plus dense, où se trouve son noyau.

La méthode a été testée sur des cellules HeLa — cette célèbre lignée cellulaire qui vit dans les laboratoires depuis 1951. Sans une seule goutte de colorant, les images révèlent la structure interne des cellules, et l'épaisseur mesurée correspond aux données d'autres études. Ces lames peuvent être installées dans des microscopes ordinaires ou même dans des appareils portables — pour que les médecins et les biologistes puissent voir des cellules vivantes directement au chevet du patient.