<html>
  <head>

    <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8">
  </head>
  <body text="#000000" bgcolor="#FFFFFF">
    Dear All,<br>
    <div class="moz-forward-container">
      <p class="MsoNormal">From the lectures and discussions at the
        recent 3DEM GRC (Les Diablerets, 2017) I noticed there are still
        huge misconceptions – even among distinguished professors in
        Physics and  Biology - on what “resolution” means. <span
          style="mso-spacerun:yes"> </span>So allow me to go over some
        basic principles:</p>
      <p class="MsoNormal">1)<span style="mso-spacerun:yes">  </span>The
        <i style="mso-bidi-font-style:normal">instrumental resolution</i>
        of an imaging device is given by the physical properties of the
        microscope, telescope, of whatever your favorite 1D-, 2D-, 3D-,
        4D-imaging device is.<span style="mso-spacerun:yes">   </span>The
        classical case would be that of a light microscope where the
        numerical aperture (NA) of the objective lens (<a
          href="https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_aperture"
          moz-do-not-send="true">https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_aperture</a>)
        determines the “instrumental resolution” of the microscope (<a
          href="https://en.wikipedia.org/wiki/Angular_resolution"
          moz-do-not-send="true">https://en.wikipedia.org/wiki/Angular_resolution</a>).
        In the case of a diffraction-limited telescope it is the
        diameter of the main lens that determines the instrumental
        resolution. In the old days of Electron Microscopy one would
        often see the first zero of the CTF being used to define
        its instrumental resolution.</p>
      <p class="MsoNormal">2) The <i style="mso-bidi-font-style:normal">resolution</i>
        achieved in the <i style="mso-bidi-font-style:normal">results,</i><i>
        </i>from images produced by our imaging device, is a very
        different issue! Suppose, for example, you forget to switch on
        the illumination of your light microscope! What good will then
        the high-resolution (high NA) properties of your expensive
        instrument do you? If, on the other hand, you do switch on the
        illumination but only use a very low dose of say 10,000 photons
        to generate an image, that image will be very noisy. How much
        better will the image of your object be if the image is instead
        created accumulating 10,000,000,000 photons? The underlying
        question is: how do I define a results-related quality metric
        that reflects the image information I have collected in an
        experiment rather than what a specific instrument can
        potentially collect?</p>
      <p class="MsoNormal">The basic idea here is to take TWO images of
        the same object rather than just ONE. Both images will contain
        the same signal (the object of your affection) but a different
        realization of the random noise so we can then compare the two
        images to each other in Fourier space using the FRC (Fourier
        Ring Correlation). This suggestion first emerged in
        single-particle EM in the early 1980s (<a
          href="https://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_shell_correlation%29"
          moz-do-not-send="true">https://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_shell_correlation)</a>.
      </p>
      <p class="MsoNormal">Strangely enough it took decades for the rest
        of the imaging scientists to realize what they were missing.
        Only very recently “everybody” suddenly started using the
        results-oriented FRC and FSC metrics in many other imaging
        fields, including X-ray microscopy, X-ray crystallography,
        light-microscopy, X-ray tomography, scanning microscopy,
        astronomical imaging, etc.<span style="mso-spacerun:yes">  </span>Instead
        of claiming “super resolution” by showing some nice images from
        a given microscope, one can now objectively underpin that claim
        through the experimental FRC/FSC curve. <span
          style="mso-spacerun:yes"> </span>I never understood why it
        took everybody so long to adapt to this straightforward
        gold-standard metric.</p>
      <p class="MsoNormal">Take home lesson: there is the “INSTRUMENTAL
        RESOLUTION” that the imaging instrument has intrinsically,
        whether you actually use it or just leave it in the cupboard,
        and there is the statistically significant “RESULTS RESOLUTION”
        which reflects the quality of the final results achieved within
        a given data collection experiment. TWO very different concepts
        …!</p>
      <p class="MsoNormal">My TWO cents,</p>
      <p class="MsoNormal">Marin</p>
      <pre class="moz-signature" cols="72">-- 
==============================================================

    Prof Dr Ir Marin van Heel

    Research Professor
    Laboratório Nacional de Nanotecnologia - LNNano
    CNPEM/LNNano, Campinas, Brazil
    Brazilian mobile phone  +55-19-981809332 
                           (041-19-981809332 TIM)
    Skype:  Marin.van.Heel
    email:  marin.vanheel(A_T)gmail.com
    and:    mvh.office(A_T)gmail.com  

----------------------------------------------

    Emeritus Professor of Cryo-EM Data Processing
    Leiden University

----------------------------------------------

    Emeritus Professor of Structural Biology
    Imperial College London

--------------------------------------------------------------

</pre>
    </div>
  </body>
</html>