Investigadores del Istituto Italiano di Tecnologia, la Universidad de Salento y la Facultad de Medicina de Harvard, han desarrollado un nuevo método basado en la luz para capturar y determinar el epicentro de la actividad neuronal en el cerebro.
La investigación, publicada recientemente en la revista científica Nature Methods, sienta las bases para el desarrollo de nuevas formas de mapear conexiones a través de diferentes regiones del cerebro. Una capacidad que puede permitir el diseño de nuevos dispositivos para obtener imágenes de varias áreas del cerebro e incluso tratar afecciones que surgen del mal funcionamiento de las células que habitan estas regiones.
Uno de los desafíos centrales de la neurociencia moderna es registrar el intercambio de información entre diferentes regiones del cerebro, así como entre diferentes tipos de células. El nuevo método supera este desafío al permitir la recolección simultánea de señales de varias regiones del cerebro mediante el uso de una sonda óptica cónica.
El estudio muestra el primer ejemplo del uso exitoso de la luz para decodificar la actividad de poblaciones neuronales específicas, así como la manipulación de diferentes regiones del cerebro con el uso de una sola sonda. El enfoque se basa en llevar moléculas fluorescentes a células nerviosas específicas para rastrear su actividad eléctrica y medir el nivel de neurotransmisores, moléculas que actúan como mensajeros químicos a través de las neuronas.
Para lograr esto, el equipo utilizó una fibra óptica en forma de cono estrecho con una punta tan delgada y tan precisa que es capaz de capturar luz de neuronas individuales a lo largo de regiones de hasta 2 milímetros (0,07 pulgadas).
Los investigadores insertaron la sonda sensible a la luz dentro del cuerpo estriado, una región del cerebro involucrada en la planificación de movimientos, y la usaron para rastrear la liberación de dopamina, un neurotransmisor crítico involucrado en el control motor que también juega un papel clave en el desarrollo de trastornos. como la enfermedad de Parkinson, la esquizofrenia y la depresión.
El dispositivo capturó con éxito la actividad neuronal en subregiones específicas del cuerpo estriado involucradas en la liberación de dopamina durante comportamientos específicos. Este nuevo enfoque ha permitido a los científicos capturar cómo viajan las señales nerviosas en el tiempo y el espacio y medir la concentración de neurotransmisores específicos durante acciones específicas. El método enriquece de forma importante el repertorio metodológico de los investigadores y aumenta su capacidad para estudiar el sistema nervioso central y explorar las causas moleculares de los trastornos neurológicos.
