Una nueva tecnología pretende monitorizar las neuronas de manera simultánea y en tiempo real

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El cerebro humano realiza 10.000 millones de operaciones por segundo como resultado de la actividad de más de 80.000 millones de neuronas. Registrar la actividad de tan solo un 10 % de estas células es un desafío para la ciencia. La monitorización de su actividad eléctrica se realiza, de forma habitual, utilizando matrices de microelectrodos.

Sin embargo, los fotones aparecen como la mejor alternativa, según explica Liset Menéndez de la Prida, investigadora del Instituto Cajal del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Gracias a la característica electromagnética de esta partícula, la sonda creada por los investigadores recibe señales ópticas de todo el sistema. Esta nueva tecnología permite leer la actividad del órgano con el objetivo de construir nuevas tecnologías para diagnosticar las enfermedades.

La tecnología utilizada consiste en unas sondas nanoscópicas que no necesitan ningún cable electrónico y transmiten resultados de una región muy amplia en alta resolución. Estas herramientas diminutas permiten detectar las oscilaciones de los electrones. Esta nube de partículas muy sensible, con una carga eléctrica elemental negativa, está estimulada por la luz y, de ahí, se pueden leer las corrientes eléctricas.

Pero transformar la corriente eléctrica de las células en señales lumínicas genera un problema. Los científicos reciben una masa de información colosal en un mismo bloque que tienen que deconstruir para identificar cada célula de manera individual. Menéndez de la Prida asegura que supone un reto para el análisis que seguramente precisará técnicas de inteligencia artificial para extraer esa ingente cantidad de información. Actualmente, para utilizar la luz en el cerebro con el fin de leer la actividad neuronal, explica, es necesario que se exprese una proteína fluorescente, lo que implica un cambio genético. “No sabemos aún qué consecuencias puede suponer esto como para arriesgarnos y trasladarla al ser humano”, añade. Pero las sondas ópticas de Yanik utilizan señalización de fluorescencia, una técnica extracelular que no requiere modificaciones genéticas.

Por otro lado, para leer y entender el circuito neuronal hace falta implantar el electrodo en el órgano, pero es invasivo y no modifica ni afecta la actividad natural. “Es una nueva manera de leer y de explotar la luz y su interacción con el tejido cerebral”, explica la científica, “aunque es cierto que, para no invadir en absoluto este órgano, tendríamos que desarrollar una técnica para leer a distancia”.









Glosario:

Microelectrodos: Fino capilar de vidrio que se utiliza para registrar la diferencia de potencial que existe entre el interior y el exterior de la célula.

Sondas nanoscópicas: Dispositivos de conformación tubular, huecos, mediante los cuales se introducen o extraen componentes de las cavidades corporales a través de orificios naturales, con fines de diagnóstico o de tratamiento.






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