Primera sonda cerebral optoelectrónica de dos colores y alta precisión podría ayudar a identificar origen de enfermedades cerebrales

Los científicos han logrado un avance innovador al crear la primera sonda neuronal optoelectrónica de dos colores. Este innovador dispositivo se diferencia de las sondas anteriores de un solo color, que normalmente controlan la actividad cerebral en una sola dirección: excitación o inhibición, pero no en ambas. Esta nueva sonda de dos colores puede aumentar y silenciar simultáneamente las actividades eléctricas de las mismas neuronas dentro de capas precisas de la corteza cerebral y sus regiones más profundas. Este desarrollo revolucionará el estudio de microcircuitos neuronales densamente dispuestos en la corteza y áreas más profundas del cerebro, contribuyendo significativamente al mapeo funcional del cerebro. El objetivo final es que el dispositivo ayude a identificar los orígenes de diversos trastornos cerebrales.

El dispositivo desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de Massachusetts Amherst (Amherst, MA, EUA) utiliza optogenética, una técnica que emplea luz para controlar la actividad neuronal. La sonda puede emitir luz roja o azul al cerebro, lo que aumenta o disminuye respectivamente la actividad neuronal, como lo confirman las señales eléctricas de registro neuronal. Se espera que esta característica, conocida como electrofisiología optogenética bidireccional, mejore significativamente el estudio de los circuitos cerebrales y proporcione información sobre modelos animales de enfermedades.

Imagen: La punta de la sonda tiene aproximadamente 0,2 milímetros de ancho y 0,05 milímetros de espesor (Fotografía cortesía de UMass Amherst)

El control bidireccional de la actividad neuronal es vital para mejorar nuestra comprensión de enfermedades como la epilepsia y la enfermedad de Parkinson. Sin embargo, construir tales dispositivos es complejo y requiere la integración de varios materiales optoelectrónicos en un espacio compacto (menos de un milímetro) con baja comunicación entre sí. Esta investigación supone la prueba inicial de esta tecnología, demostrando su capacidad para proporcionar una alta resolución espacial y control bidireccional del cerebro en ratones. De cara al futuro, los investigadores planean ampliar el alcance de su estudio para probar las aplicaciones del dispositivo en otras partes del cuerpo más allá del cerebro.

Enlaces relacionados:
Universidad de Massachusetts Amherst