Con sólo una aguja quirúrgica micro-fina y una luz láser, los ingenieros de la Universidad de Utah han descubierto una manera poco invasiva y barata de tomar imágenes de alta resolución de un cerebro animal, un proceso que también podría conducir a un método mucho menos invasivo para los seres humanos.

Un equipo liderado por Rajesh Menon, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Utah (Estados Unidos), ha demostrado que el proceso funciona en ratones para beneficio de investigadores médicos que estudian trastornos neurológicos como depresión, trastorno obsesivo-compulsivo y agresión. Menon y su equipo han estado trabajando con el reconocido investigador ganador de un Premio Nobel, el profesor de Biología y Genética Humana, Mario Capecchi, y Jason Shepherd, profesor asistente de neurobiología y anatomía.

El grupo ha documentado su proceso en un documento titulado, «Imágenes de cerebro profundo a través de la epifluorescencia computacional Cannula Microscopia», en el último número de Scientific Reports. El autor principal del trabajo es el estudiante de doctorado Ganghun Kim.

Un método mucho menos invasivo

El proceso, llamado «microscopía de cánula computacional», implica tomar una aguja de un cuarto de milímetro de diámetro y la inserción en el cerebro. La luz láser brilla a través de la aguja en el cerebro, iluminando ciertas células «como una linterna», dice Menon. En el caso de los ratones, los investigadores modifican genéticamente los animales para que sólo las células que quieren ver brillen bajo esta luz láser.

La luz de las células brillantes es capturada por la aguja y grabada por una cámara estándar. La luz capturada se ejecuta a través de un algoritmo sofisticado desarrollado por Menon y su equipo, que reúne las ondas de luz dispersas en un 2D o potencialmente, incluso una imagen en 3D.

Por lo general, los investigadores deben tomar una muestra del cerebro del animal para examinar las células bajo un microscopio, o utilizar un endoscopio que puede ser de 10 a 100 veces más grueso que una aguja.

«Eso es muy perjudicial», dice Menon de los métodos anteriores de examinar el cerebro. «Lo que hemos hecho es tomar una aguja quirúrgica que es muy pequeña y fácilmente ponerlo en el cerebro lo más profundo que queramos y ver muy claras imágenes de alta resolución. Esta técnica es particularmente útil para buscar en el interior del cerebro donde otras técnicas fallan».

Ahora que el proceso se ha demostrado que funciona en animales, Menon cree que potencialmente puede ser desarrollado para los pacientes humanos, creando un método más simple, menos costoso e invasivo que los endoscopios.

«Aunque es mucho más complejo desde un punto de vista regulatorio, se puede hacer en los seres humanos, y no sólo en el cerebro, sino también para otros órganos», dice. «Pero nuestra motivación para este proyecto ahora es mirar dentro del cerebro del ratón y desarrollar aún más la técnica para entender la neurociencia fundamental en el cerebro del ratón».