17 enero 2011

Nueva técnica para ver las neuronas del cerebro profundo

Nueva técnica para ver las neuronas del cerebro profundo
ScienceDaily (17 de enero de 2011) - Viaje a sólo un milímetro en el cerebro y se le paso a paso en la oscuridad. microscopios de luz estándar no permiten a los investigadores a buscar en el interior del cerebro de estar, donde se forman los recuerdos y las enfermedades como la demencia y el cáncer puede tomar su peaje.

Pero los científicos de Stanford han desarrollado un nuevo método que no sólo les permite inter pares en el interior del cerebro para examinar sus neuronas, sino también les permite seguir vigilando durante meses.
La técnica se compromete a mejorar la comprensión tanto de la biología normal y estados de enfermedad de este tejido oculto.
Otros avances recientes en la micro-óptica ha permitido a los científicos echar un vistazo a las células del cerebro profundo, pero sus observaciones capturado sólo una visión instantánea de los cambios microscópicos que se producen en los meses y años con el envejecimiento y la enfermedad.
El desarrollo de Stanford aparece en línea el 16 de enero en la revista Nature Medicine . También aparecerá en la edición impresa de 2011 Febrero.
Los científicos estudian muchas enfermedades del cerebro profundo utilizando modelos de ratones, los ratones que han sido criados o genéticamente diseñados para tener enfermedades similares a las aflicciones humanas.
"Ahora, los investigadores podrán estudiar los modelos de ratón en estas zonas profundas de una manera que no estaba disponible antes", dijo el autor principal de Mark Schnitzer, profesor asociado de la biología y la física aplicada.
Debido a la microscopía de luz sólo puede penetrar la capa exterior de los tejidos, una región del cerebro más de 700 micrones o menos (aproximadamente 1 / 32 de pulgada) no puede ser alcanzado por las técnicas tradicionales de microscopía. Los recientes avances en micro-óptica ha permitido a los científicos observar brevemente más profundamente en los tejidos vivos, pero era casi imposible volver al mismo lugar del cerebro y que era muy probable que el tejido de interés que se daña o se infecta.
Con el nuevo método ", de imágenes es posible en un tiempo muy largo sin dañar la región de interés", dijo Juergen Jung, director de operaciones del laboratorio de Schnitzer. Pequeños tubos de vidrio, cerca de la mitad del grosor de un grano de arroz, se colocan cuidadosamente en el cerebro profundo de un ratón anestesiado. Una vez que los tubos están en su lugar, el cerebro no está expuesto al ambiente exterior, evitando así la infección. Cuando los investigadores quieren estudiar las células y sus interacciones en este sitio, que introduzca un instrumento óptico diminuto llamado microendoscopio en el interior del tubo guía de vidrio. Los tubos de guía tienen ventanas de vidrio en los extremos a través del cual los científicos pueden examinar el interior del cerebro.
"Es un poco como mirar a través de un ojo de buey en un submarino", dijo Schnitzer.
Los tubos guía permitirá a los investigadores a volver a exactamente el mismo lugar del cerebro profundo varias veces durante semanas o meses. Aunque técnicas como la resonancia magnética podría examinar el cerebro profundo, "que no podía mirar a celdas individuales en una escala microscópica," dijo Schnitzer. Ahora, las ramas delicadas de las neuronas puede ser monitoreado durante los experimentos prolongados.
Para probar el uso de la técnica para la investigación de enfermedades cerebrales, los investigadores analizaron un modelo murino de glioma, una forma mortal de cáncer cerebral. Vieron características de crecimiento en el glioma cerebral profunda que se sabía de antemano en los tumores descritos como superficiales (en o cerca de la superficie).
La gravedad de los tumores de glioma depende de su ubicación. "Los tumores cerebrales más agresivos surgen profunda y no superficial", dijo Lawrence Recht, profesor de neurología y ciencias neurológicas. ¿Por qué la posición de los tumores de glioma afecta su tasa de crecimiento no se entiende, pero este método sería una forma de explorar esta cuestión, Recht, dijo.
Además de continuar sus estudios de las enfermedades cerebro y la neurociencia de la memoria, los investigadores esperan poder enseñar a otros investigadores cómo realizar la técnica.
Los tres primeros autores del trabajo (todos los cuales contribuyeron por igual al estudio) son Robert Barreto, un ex estudiante de doctorado en biofísica y ahora investigador postdoctoral en la Columbia University Medical Center, Tony Ko, un ex investigador postdoctoral en el Departamento de Biología y Jung. También contribuyeron a la obra - y que figuran como autores - son Tammy Wang, un estudiante de primero en la ingeniería biomédica; Capps George Allison y de las aguas, tanto estudiantes antiguos de la biología, y Yaniv Ziv y Attardo Alessio, ambos investigadores de postdoctorado en biología.

Referencia :
  1. Robert PJ Barretto, Tony H Ko, Juergen C Jung, Tammy J Wang, Capps George Allison C Agua, Yaniv Ziv, Attardo Alessio, Recht Lawrence, Mark J Schnitzer. Time-lapse imaging of disease progression in deep brain areas using fluorescence microendoscopy. Nature Medicine , 2011; DOI: 10.1038/nm.2292

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