Poder observar con nitidez zonas profundas del cerebro humano mediante un sistema barato y muy poco invasivo está más cerca de convertirse en una realidad gracias a un grupo de investigadores de la Universidad de Utah, en Estados Unidos.
Los investigadores, liderados por el profesor de ingeniería eléctrica e informática Rajesh Menon, han llamado al proceso como "microscopía de cánula computacional". De esta forma, con el fin de visualizar las células específicas, primero son genéticamente modificadas para brillar en respuesta a la iluminación con una cierta frecuencia de luz.
Posteriormente, se inserta la aguja en el cerebro y se utiliza un láser para iluminar el tejido por el interior de la misma. De esta forma, el haz ilumina las células genéticamente modificadas, haciéndolas brillar "como una linterna", explica Menon.
Esto, según los principales desarrolladores, podría servir como alternativa a otros procesos usados actualmente para estudiar el cerebro, como tomar muestras directamente del cerebro para examinar las células con un microscopio, o utilizar un endoscopio que puede ser de 10 a 100 veces más grueso que una aguja.
"Estos métodos pueden llegar a ser muy perjudiciales", explica Menon. "Lo que hemos hecho es tomar una aguja quirúrgica que es muy pequeña y ponerla fácilmente en el cerebro lo más profundo posible para ver imágenes muy claras de alta resolución. Esta técnica es particularmente útil para buscar en el interior del cerebro donde otras técnicas fallan", señala el principal desarrollador.
PODRÍA SERVIR PARA OTROS ÓRGANOS
"Aunque es mucho más complejo desde un punto de vista regulatorio, se puede hacer en los seres humanos, y no sólo en el cerebro, sino también para otros órganos", añade Menon. "Pero nuestra motivación para este proyecto es mirar ahora dentro del cerebro del ratón y desarrollar aún más la técnica para entender la neurociencia fundamental en el cerebro del animal".
La formación de imágenes en el interior de los tejidos, incluido el cerebro, es fundamental para comprender los diversos procesos biológicos. “Hacerlo a través de una sonda pequeña también es de importancia primordial para minimizar el daño tisular”, concluyen los autores del estudio, que destacan que la simplicidad y la pequeña invasividad del sistema tienen el potencial para tomar imágenes profundas del cerebro, lo que debería permitir una amplia variedad de estudios biológicos y neurocientíficos en el futuro. “Aunque todas nuestras imágenes se realizaron en los cerebros disecados, la técnica puede extenderse con ligeras modificaciones a los animales vivos”, indican.
La luz reflejada por el cerebro es capturada por la aguja y grabada por una cámara estándar. Posteriormente se reconstruye una imagen mediante un complejo algoritmo
Con apenas una aguja quirúrgica de un cuarto de milímetro de diámetro, y luz láser, estos investigadores han logrado diseñar un mecanismo que permita tomar imágenes de alta resolución del cerebro. De momento, el sistema ha sido probado con animales, pero sus desarrolladores confían en que pronto pueda utilizarse en humanos, lo que podría suponer un antes y un después a la hora de diagnosticar y tratar patologías en las que este órgano puede verse afectado, así como para investigaciones médicas que estudian trastornos neurológicos como la depresión o el trastorno obsesivo-compulsivo. Los investigadores, liderados por el profesor de ingeniería eléctrica e informática Rajesh Menon, han llamado al proceso como "microscopía de cánula computacional". De esta forma, con el fin de visualizar las células específicas, primero son genéticamente modificadas para brillar en respuesta a la iluminación con una cierta frecuencia de luz.
Posteriormente, se inserta la aguja en el cerebro y se utiliza un láser para iluminar el tejido por el interior de la misma. De esta forma, el haz ilumina las células genéticamente modificadas, haciéndolas brillar "como una linterna", explica Menon.
Esto, según los principales desarrolladores, podría servir como alternativa a otros procesos usados actualmente para estudiar el cerebro, como tomar muestras directamente del cerebro para examinar las células con un microscopio, o utilizar un endoscopio que puede ser de 10 a 100 veces más grueso que una aguja.
"Estos métodos pueden llegar a ser muy perjudiciales", explica Menon. "Lo que hemos hecho es tomar una aguja quirúrgica que es muy pequeña y ponerla fácilmente en el cerebro lo más profundo posible para ver imágenes muy claras de alta resolución. Esta técnica es particularmente útil para buscar en el interior del cerebro donde otras técnicas fallan", señala el principal desarrollador.
PODRÍA SERVIR PARA OTROS ÓRGANOS
Según los desarrolladores, este sistema para estudiar el cerebro es más barato y menos invasivo que los utilizados actualmente
Ahora que el proceso, publicado en la revista Scientific Reports, ha mostrado su fiabilidad en animales, los investigadores creen que potencialmente puede ser desarrollado para pacientes humanos, creando un método más simple, menos costoso e invasivo que los endoscopios."Aunque es mucho más complejo desde un punto de vista regulatorio, se puede hacer en los seres humanos, y no sólo en el cerebro, sino también para otros órganos", añade Menon. "Pero nuestra motivación para este proyecto es mirar ahora dentro del cerebro del ratón y desarrollar aún más la técnica para entender la neurociencia fundamental en el cerebro del animal".
La formación de imágenes en el interior de los tejidos, incluido el cerebro, es fundamental para comprender los diversos procesos biológicos. “Hacerlo a través de una sonda pequeña también es de importancia primordial para minimizar el daño tisular”, concluyen los autores del estudio, que destacan que la simplicidad y la pequeña invasividad del sistema tienen el potencial para tomar imágenes profundas del cerebro, lo que debería permitir una amplia variedad de estudios biológicos y neurocientíficos en el futuro. “Aunque todas nuestras imágenes se realizaron en los cerebros disecados, la técnica puede extenderse con ligeras modificaciones a los animales vivos”, indican.