Las últimas sondas Neuropixels pueden rastrear neuronas durante semanas
Crédito: CC0 Public Domain
Una nueva generación de sondas de grabación en miniatura puede rastrear las mismas neuronas dentro de diminutos cerebros de ratones durante semanas e incluso meses.
Las nuevas herramientas se basan en el éxito de las sondas Neuropixels originales lanzadas en 2017 y actualmente se utilizan en más de 400 laboratorios. Los neuropíxeles 2.0 son mucho más pequeños, alrededor de un tercio del tamaño de sus predecesores. Están diseñados para registrar la actividad eléctrica de más neuronas individuales y tienen la capacidad única de rastrear esta actividad durante períodos de tiempo prolongados. Eso los hace especialmente útiles para estudiar fenómenos a largo plazo como el aprendizaje y la memoria en animales pequeños como los ratones, dice Tim Harris, miembro principal del Campus de Investigación Janelia del HHMI que dirigió el proyecto. Harris y sus colegas describen el avance en un artículo publicado en línea el 15 de abril en la revista Science.
Los avances de Neuropixels 2.0 provienen de varias innovaciones clave, dice Harris. Los científicos e ingenieros de Janelia desarrollaron nuevas formas de procesar los datos. Los cambios estratégicos en el diseño de las sondas ayudaron a que se adaptaran mejor a ciertas tareas. Y los ingenieros de imec, el centro de nanoelectrónica sin fines de lucro que fabrica las sondas, utilizaron la tecnología patentada de imec para diseñar, desarrollar y fabricar la sonda.
«Esta plataforma única nos permitió diseñar una pequeña sonda con alta la densidad del sitio de grabación y la estabilidad a largo plazo», señala Barun Dutta, científico jefe de imec.
El seguimiento de la misma neurona a lo largo del tiempo ha sido un desafío constante, dice Harris, porque los cerebros se mueven un poco cada vez que los animales Muevete. Cada sonda Neuropixels contiene múltiples sitios de grabación que captan señales neuronales. La última versión tiene más de estos sitios, y están más cerca unos de otros. Al igual que colocar muchos micrófonos alrededor de una habitación llena de gente, el cambio de diseño hace que sea más probable que si una neurona se mueve fuera del alcance de un sitio de grabación, todavía será captada por una vecina. Anna Lebedeva, estudiante del laboratorio de Matteo Carandini en el University College London, recopiló datos que muestran este efecto. Y el líder del grupo de Janelia, Marius Pachitariu, desarrolló un software para rastrear las neuronas.
Mientras que las sondas Neuropixels originales tienen solo una pieza de metal estrecha que ingresa al cerebro, la nueva versión tiene cuatro. Eso significa que los sitios de grabación se distribuyen en un área más amplia, lo que permite una grabación más eficiente en muchas áreas importantes del cerebro, especialmente en capas delgadas dentro del cerebro.
La sonda Neuropixels 2.0 (abajo) es más pequeña que la primera generación (arriba) y puede monitorear la actividad neuronal durante semanas. Crédito: imec
En experimentos con ratones, el equipo descubrió que podían usar dos sondas para captar señales eléctricas de más de 6000 sitios diferentes, dice el primer autor Nick Steinmetz, investigador de la UCL y la Universidad de Washington.
Los prototipos de la última versión están siendo probados actualmente por neurocientíficos en laboratorios de todo el mundo y están siendo modificados y ajustados en respuesta a las experiencias de los usuarios. Harris y sus colegas esperan que el producto esté listo para su distribución generalizada en algún momento de 2022.
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La tecnología Neuropixels está lista para su lanzamiento Más información: NA Steinmetz el al., «Neuropixels 2.0: una sonda miniaturizada de alta densidad para grabaciones cerebrales estables a largo plazo», Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.abf4588 Información de la revista: Science
Proporcionado por el Instituto Médico Howard Hughes Cita: Las últimas sondas de Neuropixels pueden rastrear neuronas durante semanas (2021, 15 de abril) recuperado 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-latest-neuropixels-probes-track-neurons.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.