Cuando tomamos decisiones simples sobre cómo interactuar con el mundo, confiamos en los cálculos realizados por redes de neuronas que abarcan nuestros cerebros. Pero, ¿qué son exactamente estas redes neuronales?
Responder esta pregunta requiere medir la actividad de muchas neuronas en todo el cerebro a medida que un animal toma una decisión.
Ahora, un equipo de investigadores de Stanford dirigido por el bioingeniero Karl Deisseroth y el ingeniero eléctrico Gordon Wetzstein, junto con el estudiante graduado Isaac Kauvar y su compañero postdoctoral Timothy Machado ha desarrollado una técnica óptica que puede registrar simultáneamente la actividad de las neuronas diseminadas por todosuperficie superior de la corteza cerebral de un ratón, una parte clave del cerebro involucrada en la toma de decisiones. Publicaron sus hallazgos en mayo en la revista neurona .
Los estudios ópticos del cerebro no son completamente nuevos. Los investigadores ya saben cómo rastrear la actividad cerebral mediante el uso de colorantes fluorescentes y proteínas que emiten luz cuando se activa una neurona. Hasta ahora, sin embargo, tales técnicas ópticas no han podido registrar estos desmayosdestellos de luz de muchas neuronas, distribuidas a través de la superficie curva de la corteza cerebral y trabajando juntas para tomar una decisión como si tomar o no un trago de agua.
Para superar esta barrera, los investigadores de Stanford diseñaron un microscopio bifocal, análogo a los anteojos bifocales, que les permite mantener enfocada toda la superficie curva del cerebro.
El microscopio bifocal usa una sola cámara para capturar dos películas de actividad neuronal al mismo tiempo: una enfocada en los lados del cerebro y la otra enfocada en el medio, para proporcionar una vista de lado a lado. Los investigadoresluego extraiga señales computacionalmente, reflejando el tiempo, la intensidad y la duración de la activación de las neuronas, de ambas películas para obtener una medición integral de la actividad neuronal en toda la superficie.
Los investigadores llaman a este sistema Observación Cortical por Muestreo Óptico Multifocal Síncrono, o COSMOS. Además de estudiar el control motor y la toma de decisiones, el equipo también está usando COSMOS para estudiar la percepción sensorial en animales y como una técnica de detección para desarrollar mejores drogas psiquiátricas.
El prototipo del sistema COSMOS es relativamente simple de construir y cuesta menos de $ 50,000, que es cientos de miles de dólares más barato que otros sistemas ópticos para registrar la dinámica de la población neural. Para alentar una mayor adopción y desarrollo de la técnica, los autores han creado unsitio web con instrucciones para ayudar a otros investigadores a construir sus propios sistemas COSMOS.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=WtfM94VxlhY&feature=emb_logo
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería de Stanford . Original escrito por Tom Abate. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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