En una asociación que combina la neurociencia y la ingeniería eléctrica, los investigadores de UNC-Chapel Hill y NC State University han desarrollado una nueva tecnología que permitirá a los neurocientíficos capturar imágenes del cerebro casi 10 veces más grandes de lo que era posible anteriormente, ayudándoles a comprender mejorcomportamiento de las neuronas en el cerebro.
Los sistemas nerviosos son complejos. Después de todo, todo lo que cualquier animal piensa o hace está controlado por su sistema nervioso. Para comprender mejor cómo funcionan los sistemas nerviosos complejos, los investigadores han utilizado una gama cada vez mayor de herramientas cada vez más sofisticadas que les permiten ver realmentelo que está sucediendo. En algunos casos, los investigadores en neurociencia han tenido que crear herramientas completamente nuevas para avanzar en su trabajo.
Así es como un investigador de ingeniería eléctrica terminó siendo coautor a Biotecnología de la naturaleza papel con un grupo de neurocientíficos.
Un equipo de investigación de UNC-Chapel Hill compuesto por Jeff Stirman, Ikuko Smith y Spencer Smith quería ver la actividad neuronal del "conjunto" relacionada con la forma en que los ratones procesan la información visual. En otras palabras, querían ver la actividaden neuronas en múltiples áreas al mismo tiempo.
Para hacer eso, los investigadores utilizaron un microscopio de dos fotones, que representa la fluorescencia. En este caso, podría usarse para ver qué neuronas se "iluminan" cuando están activas.
El problema era que los sistemas convencionales de microscopía de dos fotones solo podían observar aproximadamente un milímetro cuadrado de tejido cerebral a la vez. Eso dificultaba capturar simultáneamente la actividad de las neuronas en diferentes áreas.
Aquí es donde entra Michael Kudenov. Profesor asistente de ingeniería eléctrica e informática en NC State, el área de especialización de Kudenov es la imagen remota. Su trabajo se centra en el desarrollo de nuevos instrumentos y sensores para mejorar el rendimiento de las tecnologías utilizadas en todo, desde biomédicoimágenes para la investigación agrícola.
Después de ser contactado por los investigadores de UNC, Kudenov diseñó una serie de nuevas lentes para el microscopio. Stirman refinó aún más los diseños y los incorporó a un sistema general de imágenes de dos fotones que permitió a los investigadores escanear áreas mucho más grandes del cerebro.En lugar de capturar imágenes que cubren un milímetro cuadrado del cerebro, podrían capturar imágenes que cubran más de 9,5 milímetros cuadrados.
Este avance les permite escanear simultáneamente poblaciones de neuronas muy separadas.
Como señala el grupo en su artículo de Nature Biotechnology, este trabajo aborda "una barrera importante para el progreso en la formación de imágenes de dos fotones de la actividad neuronal: el campo de visión limitado".
El documento, "Amplio campo de visión, multi-región, imágenes de dos fotones de la actividad neuronal en el cerebro de los mamíferos", se publicó el 27 de junio en la revista Biotecnología de la naturaleza .
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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