El nuevo sistema de ventana permite estudios a largo plazo de la actividad cerebral
Bilal Haider y su pequeña ventana. Crédito: Jerry Grillo
Bilal Haider está estudiando cómo múltiples áreas del cerebro trabajan juntas para la percepción visual. Esto podría ayudar a los investigadores a comprender si la actividad neuronal «atascos de tráfico» subyace a todo tipo de discapacidades visuales: desde pasarse un semáforo en rojo cuando la atención visual está en otra parte, hasta arrojar luz sobre el cerebro afectado por el autismo.
Para hacer este tipo de trabajo, los investigadores necesitan un «mapa» confiable de todas las áreas visuales del cerebro con coordenadas específicas para cada cerebro único. Dibujar el mapa requiere monitorear y registrar datos de un cerebro activo y en funcionamiento, lo que generalmente significa crear una ventana en el cráneo para observar la actividad del flujo sanguíneo.
El equipo de Haider ha desarrollado un mejor enfoque: un nuevo tipo de ventana que es más estable y permite estudios a más largo plazo. El profesor asistente del Departamento de Ingeniería Biomédica Wallace H. Coulter de Georgia Tech y la Universidad de Emory explica cómo en un artículo publicado en febrero en Scientific Reports.
Para obtener una imagen clara de la red visual del cerebro, Haider El laboratorio utiliza una técnica establecida llamada imágenes del flujo sanguíneo, que rastrea el oxígeno en la sangre, midiendo las áreas activas e inactivas del cerebro de un ratón mientras el animal ve estímulos visuales. Para capturar una señal fuerte de flujo sanguíneo, los investigadores suelen crear una ventana craneal adelgazando el cráneo o quitando una parte por completo. Estos procedimientos pueden disminuir la estabilidad en el cerebro despierto y pulsante en condiciones perjudiciales para las delicadas mediciones electrofisiológicas realizadas en las mismas áreas visuales después de la obtención de imágenes.
«Las ventanas estándar brindan imágenes realmente buenas de la vasculatura», dijo Haider. «Pero la desventaja es que, si está trabajando con un animal que está aprendiendo a realizar una tarea sofisticada que requiere semanas de entrenamiento, y quiere hacer grabaciones neuronales del cerebro más tarde, esa área se ha visto comprometida si falta el cráneo o adelgazado».
El nuevo sistema de ventana craneal del equipo permite obtener imágenes del flujo sanguíneo de alta calidad y registros eléctricos estables durante semanas o incluso meses. El secreto es un pegamento quirúrgico llamado Vetbond que contiene cianoacrilato, el mismo compuesto que está en Krazy Glue y una pequeña ventana de vidrio.
Básicamente, se aplica una capa delgada del pegamento al cráneo con una micropipeta y un vidrio curvo cubreobjetos se coloca encima de eso. El cianoacrilato crea un efecto de «calavera transparente». El equipo de Haider desarrolló el nuevo sistema de ventanas y luego examinó la precisión de los mapas cerebrales visuales resultantes.
«A veces, las cosas más simples funcionan. El pegamento crea una barrera que permite que continúen todos los procesos fisiológicos normales subyacentes, pero dejando el hueso transparente», dijo Haider. «Es como poner un protector en su teléfono inteligente. El protector está sobre la superficie de vidrio, pero todo lo que hay debajo se mantiene nítido y en funcionamiento».
El enfoque de Haider ayudará a su equipo a lograr sus objetivos más importantes: medir la actividad de las neuronas. en las vías visuales del cerebro y comprender cómo los atascos de tráfico neuronales disminuyen nuestra atención visual y cómo estos procesos pueden contribuir a las discapacidades visuales en personas con autismo. Es un trabajo que está recibiendo un impulso, gracias al apoyo reciente de la Iniciativa de Investigación del Autismo de la Fundación Simons.
Haider dijo que el estudio adecuado de la función cerebral requiere mediciones repetibles de la actividad neuronal, por lo que ha puesto a disposición del público el nuevo sistema de ventanas. .
«Creemos que esta será una herramienta útil para otros investigadores», dijo. «Hicimos el código, todo el hardware, todas las especificaciones del sistema, todo, totalmente público para que otras personas puedan probarlo ellos mismos. Diseñamos esto para usarlo en nuestro estudio del cerebro visual, pero potencialmente puede usarse para estudiar otras áreas del cerebro de una manera que permita a los investigadores hacer experimentos a largo plazo mientras mantienen el cerebro estable y saludable».
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Interacciones de desenredado en áreas cerebrales Más información: Armel Nsiangani et al, Optimización de imágenes de señales intrínsecas de cráneo intacto para electrofisiología específica posterior en la corteza visual de ratón, Scientific Reports (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-05932-2 Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Georgia Cita: El nuevo sistema de ventanas permite Studies of Brain Activity (2022, 11 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-window-long-term-brain.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.