¡Ver millones de neuronas en el cerebro interactuando entre sí es el sueño supremo de los neurocientíficos! Ahora, un nuevo método de imagen permite observar la activación de grandes circuitos neuronales, actualmente del tamaño de un cerebro de animales pequeños, enTiempo real y tres dimensiones. Investigadores del Helmholtz Zentrum München y de la Universidad Técnica de Múnich informaron recientemente sobre sus nuevos hallazgos en la revista Nature. Luz: ciencia y aplicaciones .
Hoy en día está bien reconocido que la mayoría de las funciones cerebrales pueden no comprenderse mediante la inspección de neuronas individuales. Para avanzar de manera significativa, los neurocientíficos necesitan la capacidad de controlar la actividad de millones de neuronas, tanto individual como colectivamente. Sin embargo, tales observaciones fueron hasta ahorano es posible debido a la profundidad de penetración limitada de las técnicas de microscopía óptica en un cerebro vivo.
Un equipo dirigido por el Prof. Dr. Daniel Razansky, líder del grupo en el Instituto de Imágenes Biológicas y Moleculares IBMI, Helmholtz Zentrum München, y Profesor de Ingeniería de Imágenes Moleculares en la Universidad Técnica de Munich, ahora ha encontrado una manerapara abordar este desafío. El nuevo método se basa en la llamada optoacústica, que permite la interrogación no invasiva de tejidos vivos a profundidades de escala en centímetros.
"Descubrimos que la optoacústica puede volverse sensible a las diferencias en las concentraciones de iones de calcio resultantes de la actividad neuronal e ideó un sistema de neuro-tomografía optoacústica FONT funcional rápida que puede registrar simultáneamente señales de una gran cantidad de neuronas", dijoEl Dr. Xosé Luis Deán-Ben, primer autor del estudio Los experimentos realizados por los científicos en cerebros de peces cebra adultos Danio rerio que expresan el indicador de calcio genéticamente codificado GCaMP5G demostraron, por primera vez, la capacidad fundamental de rastrear directamente la dinámica neuronal utilizandooptoacústica al superar la barrera de penetración de imágenes ópticas en cerebros opacos. La técnica también fue capaz de rastrear la actividad neuronal durante el movimiento sin restricción de los animales.
Seguimiento del incendio forestal
"Hasta ahora demostramos análisis en tiempo real de cerebros enteros de animales adultos con dimensiones de aproximadamente 2x3x4 milímetros aproximadamente 24 mm3", dice el líder del estudio Razansky. Los métodos de microscopía óptica de vanguardia actualmente están limitados a volúmenesSegún los investigadores, muy por debajo de un milímetro cúbico cuando se trata de imágenes de actividad neuronal rápida. Además, su método FONT ya es capaz de visualizar volúmenes de más de 1000 milímetros cúbicos con una resolución temporal de 10 milisegundos.
La observación a gran escala de la actividad neuronal es la clave para comprender cómo funciona el cerebro, tanto en condiciones normales como enfermas. "Gracias a nuestro método, ahora se puede capturar la actividad rápida de millones de neuronas simultáneamente. Redes neuronales paralelas con lo socialmedios de comunicación: en el pasado, pudimos leer cuando alguien en este caso, una célula nerviosa colocó un mensaje con un vecino. Ahora también podemos ver cómo este mensaje se propaga como un incendio forestal ", explica Razansky." Esta nueva imagenSe espera que la herramienta no solo promueva significativamente nuestro conocimiento sobre la función cerebral y su fisiopatología, sino que también acelere el desarrollo de nuevas terapias dirigidas a los trastornos neurológicos y neuropsiquiátricos ", concluye.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum Muenchen - Centro Alemán de Investigación para la Salud Ambiental . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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