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sábado, 27 de agosto de 2011

Hologramas para estudiar la actividad neurológica

Hologramas para estudiar la actividad neurológica   





Conocer cómo funciona el cerebro humano es un campo de investigación fascinante que nos demuestra lo mucho que nos queda para comprender el funcionamiento de uno de los sistemas biológicos más complejos que existen. Aunque la tecnología ha avanzado mucho en dispositivos para monitorizar la actividad cerebral e, incluso, se trabaja en su aplicación en diversos ámbitos, los investigadores siempre se han topado con la limitación de que cualquier sistema necesita desplegar una serie de electrodos sobre el sujeto que, gracias a un gel conductor, son capaces de captar las débiles señales eléctricas del cerebro. Intentando romper ese vínculo con los cables, un equipo de investigación de Suiza ha desarrollado un sistema holográfico para representar la actividad neurológica que captura los datos mediante un láser que se aplica sobre el sujeto a monitorizar.
Hologramas para estudiar la actividad neurológica
Este método, que han denominado microscopio holográfico, es capaz de monitorizar la actividad eléctrica de la neuronas gracias a la aplicación de un haz de luz de un láser. Este proceso no es nuevo, realmente ya se utilizaba para el análisis de materiales y estructuras, sin embargo es la primera vez que se aplica sobre células vivas y, al igual que en el estudio de materiales, las desviaciones detectadas en los rebotes del haz de luz sirven para configurar un mapa virtual de la estructura del material en el que se está aplicando, en este caso, un cerebro.
Teniendo en cuenta que las células son transparentes, la luz del láser pasa a través de ellas pero la trayectoria de la luz sufre variación al encontrar un índice de refracción distinto al traspasarla. Esta desviación y, por tanto, el índice de refracción, es totalmente dependiente de la actividad eléctrica de la neurona, es decir, si la neurona está activa, el canal de ésta se abre permitiendo la entrada de iones y agua dentro de ella y, por tanto, variando su índice de refracción:
La variación del contenido de agua varía el índice de refracción por tanto, somos capaces de monitorizar estos cambios sin usar electrodos.
Según Pierre Magistretti, responsable de la investigación en la Ecole Polytechnique Fédéralede Lausanne, combinando los resultados obtenidos por estas recreaciones virtuales del cerebro y la monitorización clásica basada en electrodos, se confirma que los resultados coinciden y, por tanto, el microscopio holográfico es un método preciso para monitorizar la actividad neurológica del cerebro.
Un sistema basado en electrodos puede monitorizar un reducido grupo de neuronas a la vez, sin embargo, el microscopio holográfico amplía esta capacidad, permitiendo la captura de más de 500 imágenes por segundo y mostrando una recreación animada de la actividad eléctrica de las neuronas. En las pruebas realizadas, el equipo ha sido capaz de detectar la muerte de las neuronas y, por tanto, podrían aplicar esta técnica para estudiar el comportamiento neurológico de drogas y medicamentos, obteniendo imágenes de sus efectos sobre células vivas.
Por ahora, el microscopio holográfico sólo puede utilizarse en cultivos experimentales de células con estructuras neuronales simples, es decir, por ahora no puede aplicarse a seres vivos. Sin embargo, la idea es avanzar la investigación hasta ser capaz de depurar la técnica para que puedan realizarse análisis sobre tejidos orgánicos, por ejemplo, muestras de un cerebro.
A futuro, un escáner como éste podría ser capaz de mostrar, a mayor profundidad, los de la enfermedad de Alzheimer, el Parkinson, la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob, la esclerosis múltiple y otras enfermedades neurodegenerativas.

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