Investigadores de la Universidad de Minnesota han desarrollado un implante de cráneo transparente impreso en 3D para ratones que brinda la oportunidad de observar la actividad de toda la superficie del cerebro en tiempo real. El dispositivo permite la investigación fundamental del cerebro que podría proporcionar una nueva visión del cerebro humanoafecciones como conmociones cerebrales, enfermedad de Alzheimer y Parkinson.
La investigación se publica en Comunicaciones de la naturaleza . Los investigadores también planean comercializar el dispositivo, al que llaman See-Shell.
"Lo que estamos tratando de hacer es ver si podemos visualizar e interactuar con grandes partes de la superficie del cerebro del ratón, llamada corteza, durante largos períodos de tiempo. Esto nos dará nueva información sobre cómo funciona el cerebro humano,"dijo Suhasa Kodandaramaiah, Ph.D., coautora del estudio y profesor asistente de ingeniería mecánica de la Universidad de Minnesota Benjamin Mayhugh en la Facultad de Ciencias e Ingeniería". Esta tecnología nos permite ver la mayor parte de la corteza en acción concontrol y precisión sin precedentes al tiempo que estimula ciertas partes del cerebro ".
En el pasado, la mayoría de los científicos han examinado pequeñas regiones del cerebro y han tratado de entenderlo en detalle. Sin embargo, los investigadores ahora están descubriendo que lo que sucede en una parte del cerebro probablemente afecta a otras partes del cerebro al mismo tiempo.
Uno de sus primeros estudios con el dispositivo See-Shell examina cómo las conmociones cerebrales leves en una parte del cerebro afectan a otras partes del cerebro a medida que se reorganiza estructural y funcionalmente. Kodandaramaiah dijo que los cerebros de los ratones son muy similares en muchos aspectos al cerebro humano, y este dispositivo abre la puerta a investigaciones similares en ratones que buscan enfermedades cerebrales degenerativas que afectan a los humanos, como el Alzheimer o la enfermedad de Parkinson.
La tecnología permite a los investigadores ver los cambios globales por primera vez a una resolución de tiempo sin precedentes. En un video producido usando el dispositivo, los cambios en el brillo del cerebro del ratón corresponden a la actividad neural en aumento y disminución. Los destellos sutiles son períodos en los quetodo el cerebro se activa de repente. Los investigadores todavía están tratando de entender la razón de tal actividad coordinada global y lo que significa para el comportamiento.
"Estos son estudios que no pudimos hacer en humanos, pero son extremadamente importantes en nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro para que podamos mejorar los tratamientos para las personas que sufren lesiones o enfermedades cerebrales", dijo Timothy J. Ebner, MD,Ph.D., coautor del estudio y profesor de la Universidad de Minnesota y jefe del Departamento de Neurociencia en la Facultad de Medicina.
Para hacer el See-Shell, los investigadores escanearon digitalmente la superficie del cráneo del mouse y luego usaron los escaneos digitales para crear un cráneo artificial transparente que tiene los mismos contornos que el cráneo original. Durante una cirugía precisa, la parte superior del mouseel cráneo se reemplaza con el dispositivo de cráneo transparente impreso en 3D. El dispositivo permite a los investigadores registrar la actividad cerebral simultáneamente mientras se visualiza todo el cerebro en tiempo real.
Otra ventaja de usar este dispositivo es que el cuerpo del ratón no rechazó el implante, lo que significa que los investigadores pudieron estudiar el mismo cerebro del ratón durante varios meses. Los estudios en ratones durante varios meses permiten a los investigadores estudiar el envejecimiento cerebral en unforma que llevaría décadas estudiar en humanos.
"Este nuevo dispositivo nos permite observar la actividad cerebral en el nivel más pequeño haciendo zoom en neuronas específicas mientras obtenemos una vista panorámica de una gran parte de la superficie del cerebro con el tiempo", dijo Kodandaramaiah. "Desarrollando el dispositivo y mostrandoque funciona es solo el comienzo de lo que podremos hacer para avanzar en la investigación del cerebro ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Minnesota . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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